Artemisia scoparia Waldst. et Kit. Uçucu Yağının Biyoherbisidal
Transkript
Artemisia scoparia Waldst. et Kit. Uçucu Yağının Biyoherbisidal
Gümüşhane University Journal of Science and Technology Institute Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Published by Gümüşhane University Science and Technology Institute Cilt/Volume: 2 Sayı/Number: 1 Yıl/Year: 2012 Altı ayda bir yayınlanır/ Published twice a year ISSN 2146-538X Sahibi/Owner Doç. Dr. Temel BAYRAK Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Adına On the behalf of Gümüşhane University Science and Technology Institute Editörler/Editorial Board Doç. Dr. Temel BAYRAK Yrd. Doç. Dr. Serhat DAĞ Yrd. Doç. Dr. Cemalettin BALTACI Yrd. Doç. Dr. Hakan BOLAT Dergi Sekreteryası/Secretarial Yrd. Doç. Dr. Enver AKARYALI Arş. Gör. Leyla ÇÖL Arş. Gör. Çağla Melisa KAYA Arş. Gör. Seda Nur TURAN Kapak Tasarım/Cover Design Öğr. Gör. Sinan ÇAKMAK Yönetim Yeri/ Place of Management Adres/Address Gümüşhane University Science and Technology Institute Bağlarbaşı Mahallesi 29100 Gümüşhane/TURKEY Tel: (+90) 456 233 75 36 Faks: (+90) 456 233 74 27 URL:http://fbe.gumushane.edu.tr/gufbedergi.html E-mail:gufbed@gumushane.edu.tr Yayın Türü/ Publication Type Yaygın süreli ve hakemli/ Common term and refereed Basım Yeri / Printing Hause Gümüşhane University Science and Technology Institute Bağlarbaşı Mahallesi 29100 Gümüşhane/TURKEY Yayın Tarihi/ Publication Date 31.01.2012 Hakemli bir dergi olan Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi yılda iki kez online olarak yayınlanmaktadır. Akademik usullere uygun atıf yapmak suretiyle Dergide yapılan çalışmalardan yararlanılabilir. Bu dergide yayınlanan çalışmaların bütün sorumluluğu yazarlara aittir. ii Gümüşhane University Journal of Science and Technology Institute Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Published by Gümüşhane University Science and Technology Institute Cilt/Volume: 2 Sayı/Number: 1 Yıl/Year: 2012 Altı ayda bir yayınlanır/ Published twice a year ISSN 2146-538X Danışma Kurulu/Advisory Board Prof. Dr. Mehmet ARSLAN-Karadeniz Teknik Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Enver AKARYALI-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Selahattin ALBAYRAK-Gümüşhane Üni. Prof. Dr. Turan BATAR- Dokuz Eylül Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Selçuk ALEMDAĞ-Gümüşhane Üniversitesi Prof. Dr. Fikri BULUT-Karadeniz Teknik Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Mehmet ALKAN-Zonguldak Karaelmas Üni. Yrd. Doç. Dr. Zekeriya AYDIN-Namık Kemal Ünversitesi Prof. Dr. Adem DOĞANGÜN-Uludağ Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Hamit AYDIN-Zonguldak Karaelmas Üni. Prof. Dr. Candan GÖKÇEOĞLU-Hacettepe Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. İbrahim ASRİ-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Yusuf AŞIK-Gümüşhane Üniversitesi Prof. Dr. Kamil KAYABALI-Ankara Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Bilge BAHAR-Gümüşhane Üniversitesi Prof. Dr. Halim MUTLU-Osmangazi Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Cemalettin BALTACI-Gümüşhane Üni. Yrd. Doç. Dr. Serkan BEKİROĞLU-Gümüşhane Üni. Prof. Dr. Mualla YALÇINKAYA-Karadeniz Teknik Üni. Yrd. Doç. Dr. Osman BİCAN-Gümüşhane Üniversitesi Prof. Dr. Tahsin YOMRALIOĞLU-İstanbul Teknik Üni. Yrd. Doç. Dr. Oğuz BURNAZ-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Hakan BOLAT-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Vecihi AKSAKAL-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Hasan Tahsin BOSTANCI-Gümüşhane Üni. Doç. Dr. Mustafa ATASOY-Aksaray Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Tufan ÇAKIR-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Zafer ÇAKIR-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Temel BAYRAK-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Ahmet ÇAVDAR-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Bahri BAYRAM-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Özlem ÇAVDAR-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Kemal ÇELİK-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Günay ÇAKIR-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Necati ÇELİK-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Saffet ERDOĞAN-Afyon Kocatepe Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Özşen ÇORUMLUOĞLU-Gümüşhane Üni. Yrd. Doç. Dr. Mustafa ÇULLU-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Yener EYÜBOĞLU-Karadeniz Teknik Üni. Yrd. Doç. Dr. Serhat DAĞ-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Zülfü GÜROCAK-Fırat Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Abdurrahman DOKUZ-Gümüşhane Üni. Yrd. Doç. Dr. Fatih DÖNER-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Ramazan LİVAOĞLU-Uludağ Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Çiğdem SAYDAM EKER-Gümüşhane Üni. Doç. Dr. Salim Serkan NAS-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Ahmet GÖKDOĞAN-Gümüşhane Üni. Yrd. Doç. Dr. Ali GÜNDOĞDU-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Selim ŞEN-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Musa KARAALP-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Selçuk REİS- Aksaray Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Orhan KARPUZ-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Afşin KAYA-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Şükrü YETGİN-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Elif Çelenk KAYA-Gümüşhane Üniversitesi Doç. Dr. Özcan YİĞİT-Çanakkale 18Mart Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Abdullah KAYGUSUZ-Gümüşhane Üni. Yrd. Doç. Dr. Kemal KUVVET-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Nafiz MADEN-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Melih OKCU-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Zuhal OKCU-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Korhan ÖZGAN-Karadeniz Teknik Üni. Yrd. Doç. Dr. Ertekin ÖZTEKİN-Gümüşhane Üni. Yrd. Doç. Dr. Serkan ÖZTÜRK-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. S. Beyza Ö. SARIKAYA-Gümüşhane Üni. Yrd. Doç. Dr. İsmet SEZER-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Barış SEVİM-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Ferkan SİPAHİ-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Birol ŞAHİN-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Osman ÜÇÜNCÜ-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Alaaddin VURAL-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Hilal YILDIZ-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Mustafa YILDIRIM-Gümüşhane Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Halil YOLCU-Gümüşhane Üniversitesi iii İçindekiler/Contents KARIK F., AYDIN M.; Newton-raphson Algoritması Kullanılarak Elektrik İletim Hatlarındaki Gerilme ve Sehim Tablolarının Bilgisayar Yazılımı İle Hazırlanması…………………………….……………...1-10 YILAR M., BAYAN Y., ÖZCAN S., AKŞİT H., KADIOĞLU İ.; Artemisia scoparia Waldst. Et Kit. Uçucu Yağının Biyohipersidial Etkisi…………………………………………….…………………..………….11-20 VURAL A., ŞAHİN E.; Gümüşhane Şehir Merkezinden Geçen Karayolunda Ağır Metal Kirliliğine Ait İlk Bulgular………………………………………………….…………...……………………..21-35 VURAL A., ÇORUMLUOĞLU Ö., ASRI İ.; Eski Gümüşhane (Süleymaniye) ve Yakın Çevresindeki Alterasyon Alanlarının Landsat Uydu Görüntüsü Kullanılarak Crosta Tekniği İle Araştırılması……………………………………………………………………….………………..36-48 YILDIRIM M., BOLAT N., ÇAKMAK M., BELEN S.; Bazı Beyaz Daneli Buğdaylarda Çeşit Karışımlarının Diallel (5x5) Analizi..................................................................................................49-54 iv GÜFBED/GUSTIJ (2011) 1 (2):1-10 Research/Araştırma 1 Newton-Raphson Algoritması Kullanılarak Elektrik İletim Hatlarındaki Gerilme Ve Sehim Tablolarının Bilgisayar Yazılımı İle Hazırlanması Fatih KARIK 1,*, Musa AYDIN2 1 2 TSE Elektrik Laboratuvarı, Çankaya, Ankara. Selçuk Üniversitesi Müh. Mimarlık Fak., Elk. Elektro. Müh. Böl., Selçuklu, Konya. Geliş tarihi/Received 07.10.2011 Düzeltilerek geliş tarihi/Received in revised form 26.12.2011 Kabul tarihi/Accepted 02.01.2012 Özet Elektrik enerjisinin üretildiği santraller çoğu zaman tüketim bölgelerinden uzakta kurulur. Bu bakımdan elektrik enerjisinin üretildiği yerlerden tüketim bölgelerine iletilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, elektrik iletim hattı iletkenlerinin çekim işlemleri sırasında büyük önem arzedip ortam sıcaklıklarına göre değişen gerilme kuvvetlerini ve sehim değerlerini gösteren tablolar elde edilmiştir. Bu işlemler, ilgili algoritma yardımıyla Delphi 7.0 bilgisayar yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yazılımdan alınan örnek tablolar sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Elektrik iletim hattı, newton-raphson algoritması, sehim Preparing of the tension and deflection tables on transmission lines using newton-raphson algorithm by computer software Abstract The power plants are commonly established far from consumption areas. In this respect, electrical energy has to be transmitted from production areas to consumption areas. In this study, the tables of the tension forces and the deflection lengths, which are very important and change according to the ambient temperatures for wiring of the electrical transmissions lines, are obtained. These processes are realized by relevant algorithm using Delphi 7.0 computer software. Sample tables that are taken from the software are presented. Keywords: Electrical transmission line, newton-raphson algorithm, sag *Fatih KARIK, fatih_karik@hotmail.com, Tel:(0312) 416 65 61, Faks: (0312) 416 63 85 1 F. KARIK M. AYDIN /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)1-10 1. Giriş Elektrik santrallarında üretilen elektrik enerjisinin elde edilmesinden tüketicilere sunulmasına kadar yapılması gereken tesisler: İletim ve dağıtm tesisleridir. İletim tesisleri, elektrik enerjisini, elektrik santrallarından tüketim bölgelerine (şehir, kasaba, sanayi tesisi, fabrika, vs.) ileten tesislerdir. Dağıtım tesisleri ise bir tüketim bölgesi içinde elektrik enerjisini tüketicilere kadar ulaştırmak için kurulan tesislerdir [1]. Şekil 1’de bir iletim ve dağıtım şebekesinin genel gösterimi verilmiştir. Şekil 1. İletim ve dağıtım şebekesi genel gösterimi Açık arazide bulunan hava hattı iletkenleri, her zaman iklim koşullarının etkisi altındadır. Örneğin, ortam sıcaklık derecesinin değişmesiyle iletkendeki gerilmeler de değişir. Kar yağışlı havalarda, iletken üzerinde az veya çok miktarda buz birikir. İletkenlere gelen ek buz ve ek rüzgar yüklerinin hat tasarımında göz önüne alınması, uzun süreli meteorolojik gözlemlere ve bu gözlemlerin uygun şekilde değerlendirilmesine bağlıdır. Bunun için ülkemizde 1960 yılından itibaren Elektrik İşleri Etüd İdaresi tarafından çeşitli yerlerde buz ve rüzgar yükü araştırma istasyonları kurulmaya başlanmıştır. Bu istasyonlarda yapılan araştırma ve gözlemler değerlendirilerek 1978 Kasım'ında yürürlüğe giren yeni yönetmelikte, yeni bir Buz Yükü Haritası verilmiş, çeşitli bölgelerde buz yükünün ne şekilde göz önüne alınacağı belirlenmiştir. Deney ve gözlemlerde, buzlanmanın en çok -8°C ile 2°C arasında oluştuğu saptanmıştır. 10°C'den itibaren havadaki nem miktarı çok düştüğünden buz oluşmamaktadır. Yönetmeliğimiz buz oluşumunun -5°C'de oluştuğunu varsaymaktadır. Ülkemiz buz yükü ve ortam sıcaklık dereceleri bakımından 5 farklı bölgeye ayrılmış ve her bölgede buz yükünün hesabı için ampirik bir formül saptanmıştır. Bu formül; g b = k. d (1) şeklindedir. 2 F. KARIK M. AYDIN /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)1-10 Bu formülde g b metre başına oluşan kg cinsinden buz ağırlığı, k bölgeye ilişkin bir katsayı, d ise mm cinsinden iletkenin tam çapıdır. Metre başına oluşan kg cinsinden buzlu haldeki iletken ağırlığı (gib); g ib = g b + g i (2) olacaktır. Bu formülde gi iletkenin metre başına oluşan kg cinsinden ağırlığıdır. Tablo 1’ de buz yükü bölgeleri ve katsayı değerleri gösterilmektedir [1]. Tablo 1. Buz yükü bölgelerinin k katsayıları ile maksimum ve minimum sıcaklıkları Bölge Buz yükü Buz yükü no katsayısı (k) kg/m 1 0 0 2 0.2 0.2 d 3 0.3 0.3 d 4 0.5 0.5 d 5 1.2 1.2 d Ortam sıcaklığı (0C) En düşük En yüksek - 10 50 - 15 45 - 25 40 - 30 40 - 30 40 2. Elektrik iletim hatlarında gerilme ve sehim hesapları Elektrik iletim hatları çekilirken, direkler arasındaki sehimlerin çok dikkatli olarak verilmesi gerekir. İletkenlerdeki gerilmeler sıcaklıkla değiştiğinden ve sehim de gerilmenin bir fonksiyonu olduğundan, direklere ve iletkenlere gelen yüklerin proje yüklerini geçmemesi diğer taraftan iletkenlerin maksimum sehim halinde minimum toleransın altında toprak ve diğer hatlara yaklaşmaması, salınım ve kamçılanma neticesinde belirlenen değerlerin bozulmaması gibi nedenlerle tel çekimi hangi sıcaklıkta yapılıyorsa o sıcaklık derecesine ilişkin sehim değerlerinin çok sıhhatli verilmesi ve engebeli arazilerde gereken sehim tahsisinin yapılması gerekir [2]. Direkler arasına gerilmiş iletkenlerin boyu, ortamın sıcaklık derecesine bağlı olarak uzar ya da kısalır. Diğer taraftan iletkenin üzerinde teşekkül eden buz yükünün tesiri ile gerilme değişeceği için mekanik yönden iletkende uzama olacağından boyunda değişme olacaktır. Ayrıca iletkenin üzerine rüzgar esmesi halinde iletkenin gerilmesi, buz toplanması durumunda olduğu gibi değişir ve boyunda da rüzgar şiddetine bağlı olarak değişmeler meydana gelir. Gerek ortam ısısının değişmesi ve gerekse ek yük diye adlandırılan rüzgar ya da buz yükünün ayrı ayrı tesir etmesi halinde iletkende termik ve mekanik uzamalar olmaktadır. Bu nedenle, hem iletken hesapları ve hem de direk hesapları bakımından iletkenin muhtelif kritik durumlardaki cer kuvvetlerinin bilinmesine ihtiyaç duyulmaktadır [1]. Bunun için yukarıda anlatılan tüm parametreleri içeren “Değişik Haller Denklemi” tanımlanmıştır. Bu denklemin analizi için önemli iki menzilin tanımları aşağıdaki gibidir. Kritik Menzil (akr ) : Enerji taşıma hatlarında maksimum gerilme ya ek yüklü durumda ya da minimum ortam sıcaklığında oluşur. Maksimum gerilmenin oluştuğu bu iki durumu ayıran öyle bir menzil vardır ki, bu menzile kritik menzil denir. 3 F. KARIK M. AYDIN /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)1-10 a kr =2.Tmak. 6.β.(t n -t min ) (3) g n 2 -g12 Bu denklemdeki parametrelerin ne anlama geldiği değişik haller denklemi içinde tanımlanmıştır. Ruling Menzil (ar) : İki durdurucu direk arasında, taşıyıcı direklerden oluşan bir hat bölümü için hesaplanır. Projede direk tevziatı sonrası ortaya çıkan ve hesapla bulunan gerçek bir değerdir. Eğer iki durdurucu direk arasında hiçbir taşıyıcı direk yoksa, ruling menzil doğrudan o iki durdurucu direk arasındaki menzile eşit olur. Taşıyıcı direklerdeki askı izolatörler, iletkenlerin ısı değişmesi nedeniyle farklı gerilmelere maruz kalacağından düşey durumlarından ayrılırlar. Bu sakıncayı ortadan kaldırmak için iletkenlerin sehimleri verilirken eşdeğer (ruling) bir menzil hesaplanır. İki durdurucu direk arasına gerilmiş iletkenin toplam boyunda değişiklik olmayacak şekilde hesaplanan menzile ruling menzil denir. a1 + a 2 + ... + a n a1 + a 2 + ... + a n 3 ar = 3 3 (4) ar (m), hattın ruling menzilini, a1,...,an (m): hattaki herbir direk arasındaki mesafelerini, ifade eder. Değişik Haller Denklemi : (a r ) 2 .E.(g n ) 2 .q (a r ) 2 .E.(g1 ) 2 .q T = - T1 + ( t n - t 1 ).b.E.q n 24.(Tn ) 2 24.(T1 ) 2 (5) eşitliği ile verilir. Bu denklemdeki değerler üç grupta incelenebilir; a) β( 1/ 0 C ), q( mm 2 ) ve E( kg / mm 2 ) gibi iletkenin yapısal özelliğine bağlı olan değerler ile a r (m) rulling menzilidir. Bu değerler, iletkenin tipi ve hattın rulling menzili de saptanmış olduğundan denklemin bütün çözümlerinde sabit değer olarak kalır. β (1/ºC), iletkenin ısı uzama katsayısını; E (kg/mm2), iletkenin elastisiyet modülünü; q (mm2) iletkenin tüm kesitini; a r (m) hattın ruling menzilini, ifade eder. b) T1 (kg), t1 (°C), g1 (kg/m) ile gösterilen değerler başlangıç şartlarına ait değerlerdir. Başlangıç şartı değerleri olarak genellikle maksimum gerilmenin meydana geldiği değerler alınır. İletkende maksimum gerilme iki durumda meydana gelir : i) akr>ar ise maksimum gerilme tmin 'de olur. ii) akr < ar ise maksimum gerilme ek yüklü durumda olur. 4 F. KARIK M. AYDIN /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)1-10 Ek yüklü durum -50C+%100 buzlu ya da +50C+%100 rüzgarlı durumu belirtmektedir. Tesis edilecek hat 1. bölgede ise maksimum gerilme +50C +%100 rüzgarlı durumda, 2., 3., 4., 5. bölgelerde ise -50C +%100 buzlu durumda meydana gelir. 1.bölgede t1=+50C, 2., 3., 4., 5. bölgede t1=-50C alınır. 1.bölgede g1; g1 = g i2 + w i2 'den , 2., 3., 4., 5. bölgede g1=gi+gb'den bulunur. T1 = Tmak = s mak .q (6) s mak (kg/mm2) : İletkenin mm2 kesit başına kg cinsinden ağırlığını göstermektedir. c) tn (0C), gn (kg/m) ve Tn (kg) ise araştırılan hallerdeki durumları gösterir. tn (0C), araştırılan haldeki sıcaklığı; Tn(kg), araştırılan haldeki gerilmeyi; gn (kg/m), araştırılan haldeki iletkenin metre başına kg ağırlığını ifade eder. Sehim denklemi: fn = g n .a 2 8.Tn (7) a(m), sehimin hesaplanacağı iki direk arası mesafeyi fn(m) ise araştırılan haldeki sehimi ifade eder. Sehim tablosunun çıkarılabilmesi için öncelikle 3. derece lineer olmayan bu (5) denklemin çözülmesi gerekir. Sonuç olarak (5)'den bulunan T değeri (ilgili bölgenin tmin ve tmak değerleri arasında her 5 0C’ de bir) (7)'de yerine konarak her direk arası için sehim (f) değerleri tek tek bulunur. Buradan çıkacak tablo tel çekim tablosu olduğuna göre tel çekimi yapacak kişiler hangi sıcaklık derecesinde çalışacaksa o derecedeki sehimi vermeye çalışırlar [1]. Aşağıdaki şekilde simetrik ve asimetrik arazi yapıları gösterilmiştir. Şekil 2. Simetrik ve asimetrik arazinin gösterimi 5 F. KARIK M. AYDIN /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)1-10 3. Newton-Raphson algoritması Bu yöntem özellikle fonksiyonun türevinin analitik olarak elde edilebildiği durumlarda kullanışlıdır ve elektrik sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır [3-12]. Fonksiyonel ilişkinin ifade edilmesinde daha uygun bir yol f(x) = 0 dır. Bu ilişkiyi sağlayan x değeri denklemin köküdür. Bu yöntem ile aşağıdaki ifadeden anlaşılacağı gibi, x 2 =x1 - f(x1 ) f ¢(x1 ) (8) dir. Genel olarak, x n+1 =x n - f(x n ) f ¢(x n ) (9) dir. Bir sonraki deneme değerinin tayin edilmesi için fonksiyonun x'e göre türevi kullanılır. Aşağıdaki şekil x'e karşı f(x)' i göstermektedir. Şekil 3. Newton-Raphson yönteminin prensibi x1 kullanılarak yapılan ilk iterasyonda f(x)'in x1 için değeri f(x1) ve f’(x1) bulunur. Bu yeni iterasyondaki değer olan xR, esas kök değerine daha yakındır. Bu işleme x'in değerini önceden belirlenen toleransın altına düşürecek sayıdaki döngü kadar xR'ye yaklaşıncaya kadar devam edilir. Bu tölerans tasarlanan yazılımda 0.001 olarak belirlenmiştir. Değişik haller denklemini çözmek için bu metod kullanılmıştır. Aşağıdaki şekilde gerekli işlemi yapan kod parçacığı görülmektedir. 6 F. KARIK M. AYDIN /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)1-10 Şekil 4. Newton-Raphson yönteminin delphi kod parçacığı 4. Yazılım kullanılarak gerilme ve sehim tablolarının oluşturulması Hesaplamalarda ve görsel arayüz ekranlarında kodlama için Delphi programı şeçilmiştir. Delphi çok uzaklara dayanmayan geçmişiyle programcılardan hak ettiği ilgiyi fazlasıyla görmüş bir programlama dilidir. Bunda hem pascal dilinden aldığı komut dilinin konuşma diline benzerliği sebebiyle programlama ortamına getirdiği daha anlaşılır bir yaklaşım hem de sürekli güncel versiyonlarla teknolojiye ayak uydurmasının etkisi büyüktür [13]. İlgili bilgisayar yazılımı kullanılarak 2. bölge için swallow iletkeni kullanılarak 5 durdurucu direği olan 1013 m. uzunluğundaki bir hat için gerilme ve sehim hesapları yapılmıştır. Şekil 5, 6 yazılımın girdilerini; Şekil 7, 8, 9 yazılımın çıktılarını göstermektedir. Şekil 5. İletken tipi ve buz yükü bölgesi seçim ekranı 7 F. KARIK M. AYDIN /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)1-10 Şekil 6. Direk bilgisi ve menzil giriş ekranı Şekil 7. Hat bilgileri ekranı Şekil 8. Gerilme hesapları çıktısı 8 F. KARIK M. AYDIN /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)1-10 Şekil 9. Sehim hesapları çıktısı 5. Sonuçlar ve öneriler Bu çalışma için tasarlanan yazılım, 6.3-34.5 kV'luk orta gerilim enerji nakil hatları için 5 buz yükü bölgesi ve swallow, raven, pigeon, partridge, hawk havai hat iletken tiplerine göre gerilme ve sehim hesaplamaları yapmaktadır. Gerilme değeri uygulanan algoritma yardımıyla tam olarak hesaplanmıştır. Bu hesaplar proje hazırlanması aşamasında zamandan tasarruf sağlamaktadır. Bulunan gerilme ve sehim değerleri sahada uygulamacıya büyük kolaylıklar getirmektedir. Uygulamacı hangi sıcaklık derecesinde çalışıyorsa o derecedeki sehimi vermeye çalışır. Yazılım geliştirilerek daha yüksek kesitli iletkenler için hesap yapılması mümkün olabilir. Yazılım proje çizim dosyası ile kombine hale getirilerek direk ve menzil bilgileri otomatik alınabilir. 9 F. KARIK M. AYDIN /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)1-10 Kaynaklar [1] Yunusoğlu, A., 1995, Orta gerilim enerji nakil hatları proje-Cilt 1, Genç büro baskı, 1-70, Ankara, (1995). [2] Karık, F., Seydişehir ilçesi ketenli kasabası taşoluk yaylası o.g.-e.n.h. projesi ve delphi ile hesap programı, Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Konya, (2007). [3] Maciel R.S, Padilha-Feltrin A, Righeto E. 2006. Substitution-Newton-Raphson method for the solution of electric network equations, Transmission & Distribution Conference and Exposition: Latin America, 2006. TDC '06. IEEE/PES, 15-18 August, Latin America, 1-6 p. [4] El-Hawary, M.E., Landrigan, J.K., 1982, Optimum operation of fixed-head hydro-thermal electric power systems: powell's hybrid method versus Newton-Raphson method, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, PA-101(3)547-554. [5] Naidu, S.R., Souza, B.A., 1997, Analysis of ferroresonant circuits using a newton-raphson scheme, IEEE Transactions on Power Delivery, 12(4)1793 - 1798. [6] Mamandur, K. R. C., Berg, G. J.,1982, Automatic adjustment of generator voltages in NewtonRaphson method of power flow solutions, IEEE Power Engineering Review, PER-2(6)30-31. [7] Herbig, A., Andersson, G., Fuerte-Esquirel, C.R., Acha, E., Ambriz-Perez, H., 2001, Discussion of "A comprehensive Newton-Raphson upfc model for the quadratic power flow solution of practical power networks", IEEE Transactions on Power Systems, 16(4)948-949. [8] Fuerte-Esquivel, C.R., Acha, E., 1996, Newton-Raphson algorithm for the reliable solution of large power networks with embedded FACTS devices, IEEE Proceedings-Generation, Transmission and Distribution, 143(5)447-454. [9] Le Nguyen, H., 1997, Newton-Raphson method in complex form [power system load flow analysis], IEEE Transactions on Power Systems, 12(3)1355-1359. [10] Varricchio, S.L., Martins, N., Lima, L.T.G., 2003, A Newton-Raphson method based on eigenvalue sensitivities to improve harmonic voltage performance, IEEE Transactions on Power Delivery, 18(1)334-342. [11] Angeles-Camacho, C., Tortelli, O.L., Acha, E., Fuerte-Esquivel, C.R., 2003, Inclusion of a high voltage DC-voltage source converter model in a Newton-Raphson power flow algorithm, IEEE Proceedings-Generation, Transmission and Distribution, 150(6)691-696. [12] Pizano-Martinez, A., Fuerte-Esquivel, C.R., Ambriz-Perez, H., Acha, E., 2007, Modeling of VSC-Based HVDC systems for a Newton-Raphson OPF algorithm, IEEE Transactions on Power Systems, 22(4)1794-1803. [13]Karagülle, İ., Borland Delphi 7, 1, Türkmen Kitabevi, İstanbul, (2006). 10 GÜFBED/GUSTIJ (2012) 2 (1):11-20 Research/Araştırma 2 Artemisia scoparia Waldst. et Kit. Uçucu Yağının Biyoherbisidal Etkisi Melih YILAR1,*, Yusuf BAYAN2, Selçuk ÖZCAN3, Hüseyin AKŞİT4, İzzet KADIOĞLU3 1 2 Gaziosmanpaşa Üniv., Artova MYO., Organik Tarım Bölümü,Artova-TOKAT Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bitki Koruma Bölümü, KAHRAMANMARAŞ 3 Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bitki Koruma Bölümü, 60240 Taşlıçiftlik TOKAT 4 Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, 60240 Taşlıçiftlik TOKAT Geliş tarihi/Received 19.12.2011 Düzeltilerek geliş tarihi/Received in revised form 04.01.2012 Kabul tarihi/Accepted 09.01.2012 Özet Bu çalışmada, Artemisia scoparia Waldst. et Kit bitkisinin toprak üstü (sürgün+yaprak+çiçek) aksamından elde edilen uçucu yağın farklı bitkilerin çimlenme ve fide gelişimine olan herbisidal etkisinin araştırılması amacıyla Samsun yöresinden 2010 yılnda toplanan A. scoparia bitkisinden uçucu yağ ekstre edilmiştir. Elde edilen uçucu yağın GC-MS ile analizi sonucunda, Artemisia ketone (%32.76), Camphor (%19.45), β-vatirenene (%7.84), Caryophyllene (%4.45), Guaiene (%4.35), αpinene (%2.52) ve Carveol (%2.22) temel bileşenleri olarak bulunmuştur. Herbisidal etkiyi belirlemek amacıyla yürütülen çalışmalarda 6 cm çaplı petri kaplarına 2 kat halinde kurutma kağıdı yerleştirilmiş ve Abutilon theoprasti Medik, Agrostemma githago L.,, Rumex crispus L., Sinapis arvensis L., Amaranthus retroflexus L., Chenopodium album L., Lactuca sativa L. ve Lepidium sativum L. tohumları homojen olarak dağıtılmış ve kurutma kağıtları distile su kullanılarak iyice nemlendirilmiştir. Her bir petri kabının kapağına zamkla bir parça kurutma kağıdı köşesinden yapıştırılmış, daha sonra bir mikropipet kullanılarak 4 ayrı konsantrasyonda (0, 3, 5 ve 7 µl/petri) uçucu yağlar bu kağıt parçası üzerine damlatılıp, petri kapakları hemen örtülerek parafilm ile sıkıca sarılmıştır. Petri kapları 12 saat aydınlık-12 saat karanlık ve ortalama 24 oC koşullarda 7 gün süre ile inkübasyona bırakılmıştır. İnkübasyon süresi sonunda çimlenme oranı, kök ve sürgün boyları belirlenmiştir. A. scoparia uçucu yağının uygulanan tüm konsantrasyonlarında A. githago, A. retroflexus, S. arvensis, C. album ve L. sativa bitkilerinin tohum çimlenmesi ile kök ve sürgün gelişimini tamamen engellemiştir. Anahtar Kelimeler: Uçucu yağ, Biyoherbisit, Artemisia scoparia Waldst. et Kit. * Melih YILAR, melih.yilar@gop.edu.tr, Tel: 05444301550 11 M. YILAR, Y. BAYAN, S.ÖZCAN, H.AKŞİT, İ. KADIOĞLU /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 11-20 Bioherbicidal Effect of Artemisia scoparia Waldst. et Kit Essential oil Abstract In this study bioherbicidal effects of essential oil obtained from ground parts (shoots + leaves + flowers) of Artemisia scopaia plant on seed germination and seedling growth of different plant species were investigated. Essential oil were extracted from A. scoparia plant collected in 2010 from Samsun. The chemical composition of essential oil were Artemisia ketone (32.76%), Camphor (19.45%), β-vatirenene (7.84%), Caryophyllene (4.45%), Guaiene (4.35%), α-pinene (2.52%), Carveol (2.22%) based on GC-MS analysis. To determine herbicidal activities of the essential oil, two layers of filter paper were placed bottom of 6cm diameter disposable petri dishes then seeds of Abutilon theoprasti L., Agrostemma githago L., Rumex crispus L., Amaranthus retroflexus L., Sinapis arvensis L., Chenopodium album L., Lactuca sativa L., and Lepidium sativum L..were homogeneously distributed on filter paper. Filter papers were thoroughly moistened using distilled water. Piece of fitler paper was glued inner parts of each petridish’s lid. Four different concentrations(0, 3, 5 ve 7 µl/petri) of the essential oil were applied to the filterpaper pieces. Then lid of each petridish was closed immediatelly and sealed with parafilm. Petri dishes were incubation at 12 hours dark -12 hours light periods with an average temperature of 24 oC for 3 weeks. At the end of incubation period, germination rates, root and shoot lengths of the test plants were determined. All concentrations of A. scoparia essential oil were completely inhibited seed germination, root and shoot growth of A. githago., A. retroflexus, S. arvensis, C. album and L. sativa plants. The 3-7µl/petri dose of essential oil was inhibited 68%- 87.9% seed germination of Rumex crispus. Keywords: Essential oil, Bioherbicide, Artemisia scoparia Waldst. et Kit 1. Giriş Tarım alanlarında ürünleri istila eden hastalık, zararlı ve yabancı otlar önemli derecede kayıplara neden olmaktadır. Bu sebeple etmenlerin neden olduğu kayıpları azaltmak için yoğun şekilde pestisit kullanılmaktadır. Ancak bugüne kadar yürütülen çalışmalar artan pestisit kullanımının beraberinde bir çok problemi de birlikte getirdiğini ortaya çıkarmıştır. Bu amaçla sentetik pestisitlere göre insan sağlığına ve çevreye daha az zararlı olan bitki metabolitlerinin ve bitki esaslı ilaçların iyi bir alternatif olduğu düşünülerek bu yönde yoğun çalışmalar yürütülmüş ve halende yürütülmektedir [27, 11, 29, 6, 15, 14, 33]. Dolayısıyla farklı bitki ekstraktları ve bitkilerin bünyelerinde bulundurdukları uçucu yağlar bu çalışmalarda ön plana çıkmaktadır. Uçucu yağlar aromatik bitkiler tarafından ortama salıverilen ve bitkilere ekolojiksel olarak yaşam ortamlarında bir üstünlük sağlayan bileşiklerdir. Örneğin; tozlaşmada cezbedici özelliği yanında hastalık ve zararlılara karşı savunma ve allelopati gibi bir avantaj sağlamaktadır [4, 24]. Uçucu yağların bitki gelişimini yavaşlatıcı ve tohum çimlenmesini engelleyici etkisi bulunduğunu daha önce yürütülen çalışmalar göstermektedir [10, 32, 5, 23, 3, 1, 16]. Asteraceae familyasında yer alan Artemisia 200'ün üzerinde ot ve çalı formunu içermektedir. İhtiva ettikleri uçucu yağlarının tıbbi yönleri ve biyolojik aktiviteleri dünyanın her tarafında iyi bilinen, özellikle Güney Batı Asya ve Orta Avrupa' da yaygın olarak bulunan bir cinstir [17, 24, 12]. Türkiye florasında ise Artemisia cinsinin 22 türü bulunmaktadır. Bunlardan A. scoparia türü de Artemisia cinsinin bir üyesidir[8, 31]. 12 M. YILAR, Y. BAYAN, S.ÖZCAN, H.AKŞİT, İ. KADIOĞLU /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 11-20 A. scoparia üzerine yürütülen çalışmaların büyük çoğunluğu içerdiği uçucu yağ bileşenlerinin belirlenmesi yönündedir [21, 17, 13, 26, 25]. Bunun yanında bitkinin insektisidal [18], antimikrobial [7] ve fitotoksik [24] etkiye sahip olduğunu gösteren çalışmalarda mevcuttur. Yürütülen bu çalışmada da A. scoparia bitkisinin uçucu yağ bileşenlerinin belirlenmesi ve Abutilon theoprasti L., Agrostemma githago L., Rumex crispus L., Amaranthus retroflexus L., Sinapis arvensis L., Chenopodium album L., Lactuca sativa L., ve Lepidium sativum L. test bitkilerine karşı herbisidal etkisi araştırılmıştır. 2. Materyal ve metot 2.1. Bitki materyali ve uçucu yağın izolasyonu Samsun İli'nden 2010 yılı Ağustos ayında tohum bağlama döneminde toplanarak laboratuara getirilen bitkilerin toprak üstü aksamı kurutulmuştur. Kurutulan bitkiler el ile ufalanmıştır. Ufalanan bitkinin uçucu yağı, Schilcher cihazı kullanılarak hydro-distilasyon yöntemiyle (Tartılan bitki örneklerine saf su ilave edilerek 1:10 w/v oranında) 2 saat süre ile kaynatılarak elde edilmiştir. Elde edilen uçucu yağ denemede kullanılmıştır. 2.2. Deneme de kullanılan test bitkileri Denemede kullanılan farklı familyalara ait test bitkileri Çizelge 1'de verilmiştir. Tablo 1. Çalışmada kullanılan test bitkilerine ait bilgiler Latincesi Abutilon theoprasti L Agrostemma githago L Amaranthus retroflexus L. Chenopodium album L Lactuca sativa L. Lepidium sativum L. Rumex crispus L. Sinapis arvensis L Türkçesi İmam pamuğu Karamuk Kırmızı köklü tilkikuyruğu Sirken Marul Tere Kıvırcık labada Yabani hardal Familyası Malvaceae Caryophyllaceae Amaranthaceae Chenopodiaceae Asteraceae Brassicaceae Polygonaceae Brassicaceae 2.3. Uçucu yağ bileşenlerinin belirlenmesi 20 mg uçucu yağ 1.2 ml aseton içinde çözülerek analize hazır hale getirilmiştir. Analiz, BPX5 (0.25mm ID, film kalınlığı 0.25 µm) 30 m kapiler kolon ile Perkin Elmer Clarus 500 GC-MS ile yürütülmüştür. İnjeksiyon hacmi 1 µl, injeksiyon port sıcaklığı 250 ºC olarak belirlenmiştir. Taşıyıcı gaz olarak 50:1 split oranı ve 1 ml dk-1 akış hızı ile helyum kullanılmıştır. Fırın programı; 50 ºC’den başlanarak 3 ºC dk-1 ısıtma hızı ile 210 ºC’ye çıkarılmış, toplam program süresi 30 dakika olarak belirlenmiştir. MS parametreleri; iyonlaştırıcı: EI (elektron impact), iyonlaştırıcı enerjisi: 70 eV, iyon kaynağı sıcaklığı; 250 ºC şeklinde ayarlanmıştır. 13 M. YILAR, Y. BAYAN, S.ÖZCAN, H.AKŞİT, İ. KADIOĞLU /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 11-20 Bileşenlerin aydınlatılmasında; mevcut standart bileşenlerin kolonda alıkonma süreleri (retention time) ile numune bileşenlerinin alıkonma sürelerinin karşılaştırılması (co-injection), litereatürde verilen kovats index ya da retention index (RI) değerlerinin karşılaştırılması ve bileşenlerin spesifik kütle spektrumlarının dijital ortamda mevcut MS kütüphanelerindeki (NIST, Willey ve Pfleger) veriler ile karşılaştırılması yapılmıştır. Bileşenlerin uçucu yağ içindeki göreceli yüzdeleri ise; Turbomass ver 5.4.2 yazılımı ile her bir bileşenin pik alanlarının toplam pik alanına oranının yüzle çarpılması ile hesaplanmıştır. 2.4. Uçucu yağların test bitkilerine ait tohumların çimlenmesine ve fide gelişimine etkisi Çalışmalar 6 cm çaplı petri kaplarında yürütülmüştür. 2 kat halinde kurutma kağıdı yerleştirilmiş petri kaplarına, Çizelge 1'de verilen tohumlar (bitki tohumunun büyüklüğüne göre sayıları değişiklik göstermektedir) homojen olarak dağıtılıp, kurutma kağıtları distile su kullanılarak iyice nemlendirilmiştir. Uçucu yağların suda çözünürlüğü az olduğundan denemede gaz formunda kullanılmıştır. Bu amaçla petri kaplarının kapaklarına zamkla bir parça kurutma kağıdı köşesinden yapıştırılmış, daha sonra bir mikropipet kullanılarak uçucu yağlar bu kağıt parçası üzerine damlatılıp, petri kapakları hemen örtülüp ve parafilm ile sıkıca sarılmıştır [29]. Denemede, uçucu yağlar 0(Kontol), 3, 5 ve 7 µl/petri dozlarda uygulanmıştır. Petri kapları 12 saat aydınlık-12 saat karanlık ve 23 ± 2 oC [14, 20] koşullarda 1 hafta süre ile inkübasyona bırakılmıştır. Sürenin sonunda çimlenme oranı, kökçük ve sürgün boyları belirlenmiştir. Denemeler 3 tekerrürlü ve 2 tekrarlamalı olarak yürütülmüştür. 2. 5. Verilerin değerlendirilmesi Denemelerde muameleler arasındaki farklılıkların önem dereceleri varyans analizi (ANOVA) ile belirlenmiş, DUNCAN testi kullanılarak ortalamalar karşılaştırılmıştır. İstatistiksel analizler SPSS bilgisayar programı kullanılarak yapılmıştır. 3. Sonuçlar ve tartışma 3.1. Uçucu yağların kimyasal bileşimi Bu çalışmada incelenen A. scoparia L. türüne ait uçucu yağ analiz sonuçları Tablo 2’de verilmiştir. A. scoparia toprak üstü organlarından elde edilen uçucu yağın analizinde 20 bileşen tanımlanmıştır. Bu bileşenler toplam yağın %91,87'lik kısmını oluşturmuştur. Çizelge- 2 incelendiğinde artemisia ketone en yüksek oranda (%35.76) bulunduğu ve bunu sırasıyla camphor (%23.45), isoledene (%5.06), caryophyllene (%4.45), guaiene (%4.35) takip ettiği ve bu majör bileşenlerin toplam yağın %73.07'sini oluşturduğu tespit edilmiştir. [24] yaptıkları araştırmada; A. scoparia bitkisinin taze yapraklarının GC-MS analizleri sonucu uçucu yağ bileşiminde β-myrcene (%29.27), (+)-limonene (%13.3), (Z)-β- ocimene (%13.37), γ-terpinene (%9.51), ve acenaphthene (%17.8) uçucu yağ bileşenlerini en yüksek seviyede tespit etmişlerdir. A. scoparia bitkisinin vejetatif aksamının GC-MS analizleri sonucunda ise, a-thujone (%55.4), b-thujone (%20.3), camphor (%9.4), ve 1,8-cineole (%5.9) yağ bileşenlerini en yüksek seviyede bulmuşlardır[17]. 3.2. Uçucu yağların test bitkilerine ait tohumların çimlenmesine ve fide gelişimine etkisi Test bitkilerin tohum çimlenmesi ve fide gelişimine etkisi Tablo 3, Tablo 4 ve Tablo 5’de verilmiştir. 14 M. YILAR, Y. BAYAN, S.ÖZCAN, H.AKŞİT, İ. KADIOĞLU /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 11-20 A. scoparia uçucu yağı tohumların çimlenme oranı, kök ve sürgün gelişimi üzerinde yüksek oranda engelleyici etki göstermiştir. Ancak, kullanılan uçucu yağın kullanılma dozuna ve uygulandıkları test bitkilerine göre engelleyici etkide büyük farklılıklar saptanmıştır. Test bitkilerinden karamuk, yabani hardal, sirken, kırmızı köklü tilki kuyruğu ve marul bitkilerinin tohum çimlenmesi en düşük dozda bile tamamen engellenirken, kıvırcık labada, imam pamuğu ve tere bitkilerinde ise artan doza bağlı olarak tohum çimlenmesinde önemli bir engelleme meydana gelmiştir. Yine tohum çimlenmesine paralel olarak benzer sonuçlar kök ve sürgün gelişiminde de görülmüştür. Tablo 2. Artemisia scoparia bitkisinin uçucu yağ bileşenleri RI* 953 Uçucu Yağ Bileşenleri α-Thujene 965 Camphene 2.00 MS, RI 988 α-Pinene 2.52 MS, RI 990 β-Thujene 0.35 MS, RI 999 β-Pinene 0.60 MS, RI 1008 Santolina triene 1.16 MS, RI 1013 3-carene 0.28 MS, RI 1022 α-phellandrane 0.11 MS, RI 1084 Artemisia ketone 35.76 MS, RI 1093 Artemisia triene 3.42 MS, RI 1118 1.45 MS, RI 1161 Bicyclo[4,2,0]oct-1ene-7-endo-ethenyl Carveol 2.22 MS, RI 1169 Camphor 23.45 MS, RI 1183 Pinocarvone 1.47 Co-injection 1494 Isoledene 5.06 MS 1503 Guaiene 4.35 MS, RI 1521 Caryophyllene 4.45 Co-injection 1525 α-bisabolane tr MS, RI 1532 α-cubebene 2.45 MS, RI 1548 Germacrene 0.43 MS Total Yüzde miktarı 0.34 Tanımlama Tekniği MS, RI 91.87 RI: Retention index, tr:<0,05%, nd: not dedected; MS: Mass spectrofotometre 15 M. YILAR, Y. BAYAN, S.ÖZCAN, H.AKŞİT, İ. KADIOĞLU /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 11-20 Daha önceki çalışmalarda da uçucu yağların nispeten selektif etkiye sahip olduğu, dolayısıyla da test bitkilerine göre engelleyici etkide büyük farklılıklar olduğu belirlenmiştir [9, 10, 29, 28]. Yürütülen bu çalışmada da test bitkilerine göre etkide farklılıklar saptanmıştır. Örneğin test bitkilerinden yabani hardal, tilkikuyruğu, marul, karamuk ve sirken uçucu yağın tüm dozlarında tohum çimlenmeleri %100 engellenirken, kıvırcık labada ve imam pamuğu bitkilerinin tohum çimlenmesi kontrole kıyasla % 87,9, %90 engellenmiştir(Tablo 3). Aynı benzer etkiler test bitkilerin sürgün ve kök gelişimlerinde de gözlemlenmiştir(Tablo 4 ve 5). Yürütülen çalışma A. scoparia bitkisinin herbisidal etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Daha önceki çalışmalarda A. scoparia bitkisinin uçucu yağının biyolojik aktivite sergilediğini belirlemişlerdir[18, 7, 24, 26, 12]. Tablo 3. A. scoparia uçucu yağının test bitkilerinin tohum çimlenmesine etkisi (%) Uygulama Dozu Kıvırcık Labada 83.3 a* 26.6 b 26.6 b 10.0 b Kontrol 3 ml/petri 5 ml/petri 7 ml/petri İmam Pamuğu 100 a 60 b 40 bc 10 c Karamuk 65 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Yabani Hardal 73.2 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Sirken 60.2 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Kırmızı Köklü Tilki Kuyruğu 95.5 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Tere Marul 100 a 40 ab 0.0 b 0.0 b 80 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b * Aynı sütunda farklı harflere sahip ortalamalar DUNCAN’ a göre p<0.05 önem seviyesinde farklıdır. Tablo 4. A. scoparia uçucu yağının test bitkilerinin kök gelişimine etkisi(mm) Uygulama Dozu Kıvırcık Labada Kontrol 3 ml/petri 5 ml/petri 7 ml/petri 18.4 a* 2.6 b 2.1 b 0.0 b İmam pamuğu 34.2 a 11.1 b 10.1 b 0.0 b Karamuk 28.4 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Yabani Hardal 15.1 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Sirken 4.7 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Kırmızı Köklü Tilki kuyruğu 10.3 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Tere 48.5 a 8.9 b 0.0 b 0.0 b Marul 40.5 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b * Aynı sütunda farklı harflere sahip ortalamalar DUNCAN’ a göre p<0.05 önem seviyesinde farklıdır. Tablo 5. A. scoparia uçucu yağının test bitkilerinin sürgün gelişimine etkisi(mm) Uygulama Dozu Kıvırcık Labada Kontrol 3 ml/petri 5 ml/petri 7 ml/petri 8.9 a* 4.5 b 2.6 c 0.0 d İmam pamuğu 19.2 a 9.0 b 6.1 b 2.8 b Karamuk 5.3 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Yabani Hardal 14.8 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Sirken 4.2 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Kırmızı Köklü Tilki kuyruğu 18.5 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b Tere 23.4 a 6.3 b 0.0 c 0.0 c Marul 30.9 a 0.0 b 0.0 b 0.0 b * Aynı sütunda farklı harflere sahip ortalamalar DUNCAN’ a göre p<0.05 önem seviyesinde farklıdır. 16 M. YILAR, Y. BAYAN, S.ÖZCAN, H.AKŞİT, İ. KADIOĞLU /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 11-20 Uçucu yağlar yabancı ot tohumlarının çimlenme ve fide gelişimi üzerine yüksek oranda engelleyici olarak bulunmuşlardır. Daha önceki çalışmalar [30, 22, 2] ve bu çalışma ışığında yabancı ot idaresinde bitkisel uçucu yağların kaynağı olan aromatik bitkiler farklı bir alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. Dolayısıyla uçucu yağların direk kullanılabilmeleri için formülasyon çalışmalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Diğer taraftan bitkisel kökenli uçucu yağların yeni herbisitler için kaynak teşkil edecek potansiyele sahip olduğu göz önünde bulundurulmalıdır. Uçucu yağ bileşenlerinin belirlenmesi ve bunların tek başlarına etkinliklerinin test edilmesi üzerine yoğunlaşmakta yarar vardır. Uçucu yağların biyolojik aktivite yönüyle çok büyük çeşitliliğe sahip olması nedeniyle sadece herbisidal etkileri açısından değil aynı zamanda pestisit olarak etkilerinin araştırılması açısından da fayda bulunmaktadır. Zira gelecekte sentetik pestisitlere göre biyolojik olarak çok daha kolay parçalanan doğaya daha az zararlı ve daha sistemik olan bitkisel kökenli pestisitler artarak önem kazanacaktır [19, 9, 29]. Sonuç olarak yürütülen çalışmalar bitkisel uçucu yağların yabancı otlara karşı biyoherbisit olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Yürütülen bu çalışma bulgularının da; ülkemizde ve dünyada ürünlerde verim kaybına sebep olan yabancı otların kontrolünde sentetik pestisitlere alternatif olabilecek uçucu yağların kullanımı üzerine yürütülen çalışmalara ışık tutacağı düşünülmektedir. 17 M. YILAR, Y. BAYAN, S.ÖZCAN, H.AKŞİT, İ. KADIOĞLU /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 11-20 4. Kaynaklar [1] Almeida, L. F. R., Frei, F., Mancini, E., Martino L. and Feo V., 2010, Phytotoxic Activities of Mediterranean Essential Oils. Molecules. 15. 4309-4323. [2] Aydın, O., Tursun. N., 2010, Bitkisel Kökenli Bazı Uçucu Yağların Bazı Yabancı ot Tohumlarının Çimlenme ve Çıkışına Olan Etkilerinin Araştırılması. KSÜ Doğa Bilimler Dergisi. 1(1). 11-17. [3] Batish, D.R., Singh, P., Kaur, S., Kohli, R. K., 2006, Phytotoxicity of Ageratum conyzoides residues towards growth and nodulation of Cicer arietinum. Agriculture. Ecosystems and Environment. 113: 399-401 [4] Batish, D. R., Singh, P., Kohli, R. K., Kaur, S., 2008, Eucalyptus essential oil as a natural pesticide. Forest Ecology and Management. Volume 256. Issue 12. Pages 2166-2174 [5] Barney, J. N., Hay, A. G., Weston, L. A., 2005, Isolatıon and characterızatıon of allelopathıc volatıles from mugwort (Artemisia vulgaris). Journal of Chemical Ecology. Vol. 31. No. 2.pages:247265 [6] Çakir, A., Kordali, Ş., Zengin. H., Izumi. S., Hirata. T., 2004, Composition and antifungal activity of essential oils isolated from Hypericum hyssopifolium and Hypericum heterophyllum. Flavour and Fragrance Journal. 19:62-68 [7] Cha, J.D., Jeong, M.R., Jeong, S.I., Moon, S.E., Kim, J.Y., Kil, B.S., Song, Y.H., 2005, Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oils of Artemisia scoparia and A. capillaris. Planta Medica 71(2):186-90. [8] Davis, P.H. press,(1965) Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Edinburgh at the University [9] Dudai, N., Poljakof-Mayber, A., Lerner, H.R., Putıevsky, E., Ravid, U., Katzır, E., 1993, Inhibition of germination and growth by volatiles of Micromeria fruticosa. Acta Horticulturae (ISHS). 344. 123131. [10] Dudai, N., Poljakof-Mayber. A., Mayer, A.M., Putıevsky, E., Lerner, H.R., 1999, Essential oils as allelochemicals and their potential use as bioherbicides. Journal of Chemical Ecology 25(5):1079-1089 [11] Duke, S.O., Dayan, F.E., Romagni, J.G., Rimando, A.M., 2000, Natural products as sources of herbicides: current status and future trends. Weed Research. 40. 99–111. [12] Kaur, S., Singh. H.P., Mittal, S., Batish, D.R., Kohli, R.K., 2010, Phytotoxic effects of volatile oil from Artemisia scoparia against weds and its possible use as a bioherbicide. Industrial Crops and Products 32:54-61 [13] Khodakov, G.V., Kotikov. I.V., 2009, Component composition of essential oil from Artemisia annua and A. scoparia. Chemistry of Natural Compounds. Vol.45. No.6. Page: 909-912 [14] Kordali, Ş., Çakır, A., Akcin, T.A., Mete, E., Akcin, A., Aydın, T., Kılıç, H., 2009, Antifungal and herbicidal properties of essential oils and n-hexane extracts of Achillea gypsicola Hub-Mor. and Achillea biebersteinii Afan. (Asteraceae). Industrial Crops and Products 29.562-570. 18 M. YILAR, Y. BAYAN, S.ÖZCAN, H.AKŞİT, İ. KADIOĞLU /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 11-20 [15] Kordali, Ş., Kotan, S., Çakir, A., 2007, Screening of antifungal activities of 21 oxygenated monoterpenes in-vitro as plant disease control agents. Allelopathy Journal 19(2): 373-392 [16] Li-jiing, Z., Xiao-nan. Y., Xiang-ying, L., Wei. M., Freng, L., 2011, Antifungal. Insecticidal and Herbicidal Properties of Volatile Components from Paenibacillus polymyxa Strain BMP-11. Agricultural Sciences in China. 10(5): 728-736. [17] Mirjalili, M.H., Tabatabaei, S.M.F., Hadian, J., Ebrahimi, S.N., Sonboli, A., 2007, Phenological variation of the Essential oil of Artemisia scoparia Waldst. et Kit from Iran. Journal of Essential Oil Research.19.326-329(July/August) [18] Negahban, M., Moharramipour, S., Yousefelahi, M., 2004, Efficacy of essential oil from Artemisia scoparia Waldst. & Kit. against Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera:Tenebrionidae). Proceedings of The Fourth International Iran & Russia Conference. "Agriculture and Natural Resources" Semptember 8-10. 2004. Shahrekord. Iran [19] Rice, E.L, Allelopathy. Second edition. Academy Pres Inc. Ltd.. London,(1984). [20] Sadeghi, S., Rahnavard, A., Ashrafi. Z.Y., 2010, Allelopathic Effect of Helianthus annuus(Sunflower) on Solanum nigrum(Black Nightshade) Seed Germination and Growth in Laboratory Condition. Journal of Horticultural Science & Ornamental Plants. 2(1): 32-37. [21] Safaei-Ghomi, J., Bamoniri, A., Sarafraz, M. B., Batooli H., 2005, Volatile components from Artemisia scoparia Waldst et Kit growing in central Iran. Flavour and Fragrance Journal . 20: 650– 652. [22] Salamci, E., Kordali, S., Kotan, R., Cakir, A., Kaya, Y., 2007, Chemical compositions. antimicrobial and herbicidal effects of essential oils isolated from Turkish Tanecetum aucheranum and Tanecetum chiliophyllum var. chiliophyllum. Biochemical Systematics and Ecology. Page:1-13 [23] Singh, H.P., Batish, D.R., Setia, N., Kohli. R.K., 2005, Herbicidal activity of volatile oils from Eucalyptus citriodora against Parthenium hysterophorus. Annals of Applied Biology. 146: 89-94. [24] Singh, H.P., Kaur. S., Mittal, S., Batish, D.R., Kohli, R.K., 2009, Essential Oil of Artemisia scoparia Inhibits Plant Growth by Generating Reactive Oxygen Species and Causing Qxidative Damage. Journal of Chemical Ecology. 35:154-162. [25] Singh, A., Sarin, R., 2010, Artemisia scoparia – A new source of artemisinin. Bangladesh Journal Pharmacology. 5: 17-20. [26] Sharopov, F.S., Setzer, W.N., 2011, The essential oil of Artemisia scoparia from Tajikistan is dominated by phenyldiacetylenes. Natural Product Communications. 6(1):119-22. [27] Shaaya, E., Ravid, U., Paster, N., Juven, B., Zısman, U., Pıssarev, V., 1991, Fumigant Toxicity of essential Oils Against Four Major Stored-Product İnsects. Journal of Chemical Ecology. Vol 17. No.3 [28] Sodaeizadeh, H., Rafieiolhossaini, M., and. Damme, P.V., 2010, Herbicidal activity of a medicinal plant. Peganum harmala L. and decomposition dynamics of its phytotoxins in the soil. Industrial Crops and Production. 31: 385-394 [29] Önen, H., Özer, Z., Telci, I., 2002, Bioherbicidal effects of some plant essential oils on different weed species. Journal of Plant Diseases and Protection. Sonderheft XVIII. 349 597-605. ISSN 09389938. 19 M. YILAR, Y. BAYAN, S.ÖZCAN, H.AKŞİT, İ. KADIOĞLU /GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 11-20 [30] Önen, H., 2003, Bazı Bitkisel Uçucu Yağların Biyoherbisidal Etkileri. Türkiye Herboloji Dergisi. Cilt 6. Sayı 1. 39-47. [31] Töngel, M.Ö., Ayan, İ., 2005, Samsun ili çayır ve meralarında yetişen bazı zararlı bitkiler ve Hayvanlar üzerindeki etkileri. Journal of Faculty of Agriculture. OMU. 20(1):84-93 [32] Twokoski, T., 2002,Herbicide effects of essential oils.Weed Science. 50:425 431. [33] Urzúa, A., Santander, R., Echeverria, J., Cabezas, N., Palacios, S. M., Rossi, Y., 2010, Insecticide Properties of the Essential Oils from Haplopappus foliosus and Bahia ambrosoides Against the House Fly. Musca domestica L. Journal Chilean Chemical Socciety. 55. No.3 20 GÜFBED/GUSTIJ (2012) 2 (1):21-35 Research/Araştırma 3 Gümüşhane Şehir Merkezinden Geçen Karayolunda Ağır Metal Kirliliğine Ait İlk Bulgular A. VURAL1,*, E ŞAHİN1 1 Gümüşhane Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Bağlarbaşı, Gümüşhane. Geliş tarihi/Received 27.12.2011 Düzeltilerek geliş tarihi/Received in revised form 09.01.2012 Kabul tarihi/Accepted 16.01.2012 Özet Gümüşhane, coğrafik ve jeolojik konumu nedeniyle yoğun trafik, endüstri ve ısınma gibi birçok yönden ağır metal kirliliği riskini taşımaktadır. Bu kapsamda şehir merkezinden geçen karayolu üzerinde, bölgedeki trafik yoğunluğu ve şehirleşmeye bağlı olarak ağır metal kirliliğinin tespit edilmesine yönelik çevre jeokimyası çalışması gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla karayolu boyunca belirli noktalardan toplam 22 adet toprak örneği alınarak, karayolu üzerindeki Cr, Co, Ni, Cu, Zn ve Pb elementlerinin konsantrasyonları, kirlilik derecesinin tespitinde kullanılan zenginleşme faktörü (EF) ve jeo-birikim indeksi (Igeo) parametreleri yardımıyla incelenmiştir. Sonuçlar olarak karayolu üzerinde, yerleşimin de yoğun olduğu, kavşak ve araçların yoğun park edildiği bazı noktalarda özellikle Pb (EF: 0.75-30.27; Igeo: 1.18-4.64) ve Zn (EF: 1.93-2.16; Igeo: 1.872.16) elementlerince kirlilik derecesinde ağır metal konsantrasyonları tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ağır metal kirliliği, çevre jeokimyası, toprak jeokimyası, zenginleşme faktörü, jeo-birikim indeksi, Gümüşhane Preliminary findings of heavy metal pollution on the road passing through Gümüşhane city center Abstract Gumushane city center is under the risk of heavy metal pollution caused by dence traffic, industry and heating activities since it is located at the bottom of Harsit valley surrounded by high hills and mountain chains. For this reason, a study on environmental geochemisty aiming to determine the level of heavy metal pollution caused by these activities were conducted the near vicinity of the main road passing through the city center. 22 soil samples were therefore collected from evenly distributed locations along the road. Then, concentrations of Cr, Co, Ni, Cu, Zn and Pb elements in the near vicinity of the road were investigated by geo-cummulation index (Igeo) and enrichment factors (EF) used for the determination of pollution level. * Alaaddin VURAL, vural@gumushane.edu.tr, 90 (456) 233 74 25/1202 21 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 As the conclution of this study, heavy metal concentrations such as Pb (EF: 0.75-30.27; Igeo: 1.18-4.64) and Zn (EF: 1.93-2.16; Igeo: 1.87-2.16) elements were observed at where dence residential areas, junctions with heavy traffic and dence car park areas are. Keywords: Heavy metal pollution, environmental geochemistry, soil geochemistry, enrichment factor, geoaccumulation index, Gümüşhane 1. Giriş Endüstri toplumu olmanın bir sonucu olarak çevresel sorunlar modern yaşamda önemli bir yer tutmaktadır. Çevre kirliliğinin en başında gelen konulardan birisi ağır metal kirliliğidir. Ağır metal kirliliği (zenginleşmeleri), şehirleşmiş veya yeni şehirleşmekte olan alanlarda hem hareketli (yoğun trafik vb.) hem de durağan kaynaklar (sanayi alanları, eski maden ve hammadde alanları, taş kırma tesisleri vs.) tarafından tetiklenir. Çevre kirliliğine bağlı olarak toprakta, bitkilerde ağır metal kirlenmeleri meydana gelmekte ve toksik madde miktarında artışlar görülmektedir. Ortamda birikime uğramış ağır metaller, ya kirlenmiş topraklarda yetişmiş sebze, meyve vb. ürünleri tüketerek dolaylı yollardan veya kirlenmiş suyun tüketimi ile veya böyle ortamlardan kaynaklanan tozları teneffüs ederek doğrudan insan sağlığı üzerinde olumsuz etki yapmaktadır. Artan çevre sorunlarına bağlı olarak yapılan çalışmalar da her geçen gün artmaktadır [1-6]. Dolayısıyla çevre kalitesi ve çevre sağlığı konusunda birçok disiplinin özellikle de çevre jeokimyasının rolü gittikçe artmaktadır. Çalışma alanı Gümüşhane il sınırları içinde yeralmakta olup (Şekil 1); Gümüşhane bölgenin tektonik geçmişinin bir sonucu olarak dar bir vadi içinde yer almakta ve içinden geçen Harşit Çayı boyunca dar bir koridor şeklinde yüksek rakımlı dağlarla sınırlandırılmaktadır. Şehir merkezinden Türkiye-İran karayolu geçmektedir. Bu karayolu iki ülke arasındaki önemli transit yollardan biri olup, bu yol ile eski İpekyolu güzergâhı boyunca Asya’ya bağlanıldığı için Gümüşhane küçük bir şehir olmakla birlikte yoğun bir trafiğe sahiptir. Ayrıca şehre ait tüm endüstriyel faaliyetler de şehrin sıkışık halde bulunduğu bu vadi içinde gerçekleştirilmektir. Tüm bu özellikleri nedeniyle Gümüşhane, yoğun trafik, endüstri ve ısınmaya bağlı olarak birçok yönden ağır metal kirliliği riski taşımaktadır. Yerleşim özellikleri nedeniyle burada oluşacak ağır metal kirliliğinin tüm Harşit vadisi boyunca karasal ve sucul ekolojik sistemlere olumsuz etkisinin olması kaçınılmazdır. İlk defa, Gümüşhane şehir merkezinde ağır metal kirliliğinin belirlenmesine yönelik yapılan bu çalışma kapsamında, şehir merkezinden geçen karayolu boyunca ve yer yer kontrol amaçlı olarak toprak örnekleri alınarak sahadaki ağır metal kirliliği araştırılmıştır. Ağır metal kirliliğinin değerlendirilmesi amacıyla temel istatistiksel parametleri, elementlerin korelasyon katsayıları, element zenginleşme faktörü (EF) ve jeo-birikim (Igeo) indeksi kullanılmıştır. 22 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 Şekil 1: Çalışma alanı yer bulduru haritası 2. Jeolojik özellikler Gümüşhane, Doğu Pontid orojenik kuşağı içinde yer alır ([7], Şekil 2). Temel kayaçlar Jura öncesi Kurtoğlu Metamorfitleri [8] ve metamorfize olmamış Gümüşhane ve Köse Plütonları [9-12] ile temsil edilir. Paleozoyik yaşlı bu temel kayaçlar transgresif olarak Erken ve Orta Jura yaşlı volkanoklastik birimler tarafından üstlenmekte olup, Geç Jura-Erken Kretase yaşlı karbonatlı kayaçlar tarafından örtülür. Bu karbonat platformu üzerine gelen sekans, kumlu kireçtaşları ile başlar ve yukarı doğru kırmızı pelajik kireçtaşlar dereceli olarak geçer ve kumtaşı, silttaşı, kiltaşı, marn ve kireçtaşı ardalanması şeklinde devam eder. Tüm bu birimler, Erken Eosen asidik intrüzyonlar tarafından kesilir [13-14] ve Orta-Geç Eosen yaşlı kalkalkalin nötr (andezitik) bileşimdeki volkanitler tarafından uyumsuz olarak örtülür [15, 16]. 23 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 Gümüşhane ve çevresi aynı zamanda önemli maden provenslerinden biridir. Bölgede çok sayıda kurşun, çinko, bakır, altın ve gümüş cevherleşmeleri mevcuttur. Cevherleşme ile sıkı ilişkili olan tektonizma yörede etkilidir. Genç granitik intrüziflere bağlı olarak gelişen sülfit mineralizasyonu bu tektonik hatlar boyunca yerleşerek Cu, Pb, Zn, Au ve Ag cevherleşmelerini oluşturmuştur [17-21]. Şekil 2: Doğu Pontid orojenik kuşağının ana litolojik birimlerini ve tektonik hatlarını gösteren harita [7]. 3. Materyal ve metot Ağır metal kirliliğinin tespitine yönelik olarak sahada ilk çalışma olması nedeniyle öncelikli olarak sınırlı sayıda örnek alınarak sahanın ağır metal açısından genel özelliklerinin belirlenmesi hedeflendi. Bu amaçla şehir merkezinden geçen karayolu boyunca ve bazı kesimlerde gerek kontrol amaçlı gerekse de bu kesimlerdeki ağır metal içeriklerini araştırmaya yönelik olarak toplam 22 adet toprak örnekleri alındı (Şekil 3). 24 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 ± Trabzon'a gider Açıklamalar Kızılköy $ 1 Toprak örnek yerleri Lokasyonlar Karayolu $ 1 20 19 $ 1 Harşit Çayı Kuru dere $ 1 18 $ 1 17 Maden yeri $ 1 $ 1 16 15 Karahisar T. Dere Madeni $ 1 $ 1$ 14 12/1 11 $ 1 13 $ 12/2 $ 111/2$ 1 10 GÜMÜŞHANE $ 1 9 1 $ 8 $ 1 7 1 $ 1 6 $ 5 Süleymaniye (Eski Gümüşhane) $ 1 $ 1 3 $ 1 4 Hazine Mağara Madeni 2 Şahin T. $ 1 Emirler1 Bayburt'a gider Maden T. Fındıklı T. Şekil 3: Gümüşhane şehir merkezinden geçen karayolu boyunca alınan toprak örneklerinin lokasyon haritası. Sahadan toprak örnekleri 25 cm derinlikten naylon torbalar içine alındı ve bu torbalar örneklerin dış etkilerle kirlenmemesi için ikinci bir torba içinde korundu. Örnek alınması ve saklanması sırasında herhangi bir kirlenmeye mahal vermemek için azami özen gösterildi. Toprak örnekleri 60 oC’de iki gün boyunca etüvde kurutuldu. Kurutulan örnekler halkalı öğücü ile 200 meshlik elekten geçecek şekilde öğütüldü. Örnekler Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü (Ankara) Maden Analizleri ve Teknolojisi Dairesi Laboratuvarlarında X-Ray Florösans (XRF) ile analiz edildi. 4. Verilerin değerlendirilmesi Gümüşhane karayolu üzerinden alınarak analizi yapılan topraklarda öncelikli olarak tanımlayıcı istatistik hesaplamaları yapılmıştır (Tablo 1). Tanımlayıcı istatistiksel hesaplamalara göre; krom (Cr) 27.45 mg/kg, kobalt (Co) 7.09 mg/kg, nikel (Ni) 16.36 mg/kg,bakır (Cu) 25 mg/kg, çinko (Zn) 139.73 mg/kg ve kurşun (Pb) 124.36 mg/kg aritmetik ortalamalara sahip olduğu tespit edilmiştir (Tablo 1). 25 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 Tablo 1: Toprak örneklerindeki elementlerin tanımlayıcısı istatistikleri Ortalama Standart Hata Ortanca Standart Sapma Örnek Varyans Basıklık Çarpıklık Aralık En Küçük En Büyük Toplam Örnek Sayısı Cr Co Ni Cu Zn Pb (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) 27.45 7.09 16.36 25.00 139.73 124.36 0.68 0.30 1.16 1.74 21.20 43.10 28.00 7.00 15.50 25.50 106.50 47.00 3.19 1.41 5.45 8.15 99.45 202.17 10.16 1.99 29.67 66.48 9889.35 40871.67 1.26 -0.63 9.89 -0.81 7.51 6.24 0.72 0.27 2.72 -0.54 2.80 2.65 14.00 5.00 27.00 27.00 401.00 732.00 22.00 5.00 10.00 8.00 76.00 15.00 36.00 10.00 37.00 35.00 477.00 747.00 604.00 156.00 360.00 550.00 3074.00 2736.00 22.00 22.00 22.00 22.00 22.00 22.00 Elementlerin konsantrasyonları referans değerleri (background) ile birlikte grafikler halinde gösterilmiştir (Şekil 4). Elementlerin referans değerleri, çalışma sahanın jeolojik özellikleri de dikkate alınarak Turekian ve Wedepohl [22], Ouellette [23], Reimann vd., [24, 25] ve üst kabuk ortalama değerlerinden yararlanılarak belirlenmiştir. Element konsantrasyon grafiklerine göre karayolu üzerindeki topraklarda Cr, Co ve Ni elementlerinin çoğunlukla referans değerlerinin altında kaldığı Pb, Zn ve Cu elementlerinin ise referans değerlerini çoğunlukla aşmış olduğu görülmektedir (Şekil 4). Elementlerin birbirleri ile ilişkilerini karşılaştırmak için korelasyon katsayıları hesap edilmiştir (Tablo 2). Korelasyon katsayılarına göre Co ile Cr (0.5796), Cu ile Co (0.6705), Pb ile Ni (0.5858) arasında orta derecede pozitif korelasyon ve Zn ile Ni (0.4923) arasında zayıf olmakla birlikte pozitif bir korelasyon görülmektedir (Tablo 2). Gümüşhane şehir merkezinden geçen karayolu üzerindeki topraktaki ağır metal içeriklerinin değerlendirilmesi amacıyla, zenginleşme faktörü (EF) ve jeo-birikim indeksi (Igeo) değerleri hesaplanarak sahanın kirlenme derecesi ve kirliliğin kaynağı araştırılmıştır (Tablo 3). 26 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 12 Refesans değeri Co (mg/kg) Refesans değeri 10 8 6 4 2 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Örnekler- Referans Değeri: 20 Örnekler- Referans Değeri =71 19 17 15 13 12/1 11/1 9 19 17 15 13 12/1 11/1 9 19 17 15 13 12/1 11/1 9 19 17 15 13 12/1 11/1 9 7 5 3 0 Refesans değeri 7 100 5 Refesans değeri 200 3 400 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 Pb (mg/kg) 500 1 7 Örnekler- Referans Değeri: 25 600 Zn (mg/kg) 5 3 Refesans değeri 1 19 17 15 13 12/1 9 11/1 7 5 3 Refesans değeri 300 7 Örnekler- Referans Değeri: 10 Cu (mg/kg) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 Ni (mg/kg) Örnekler- Referans Değeri: 35 5 3 0 1 Cr (gm/kg) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Örnekler- Referans Değeri: 20 Şekil 4: Toprak örneklerindeki elementlerin konsantrasyonlarının ve referans değerlerinin gösterildiği grafikler. Tablo 2:Elementlerin Pearson korelasyon katsayıları Cr (mg/kg) Co (mg/kg) Ni (mg/kg) Cu (mg/kg) Zn (mg/kg) Pb (mg/kg) Cr (mg/kg) 1 0.403168 0.579565 0.203342 0.001912 0.21487 Co (mg/kg) Ni (mg/kg) Cu (mg/kg) Zn (mg/kg) Pb (mg/kg) 1 0.41056 0.670486 -0.0178 0.073655 1 0.357047 1 0.492303 0.422977 1 0.5858 0.357562 0.438145 1 27 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 4.1 Zenginleşme faktörü (EF) Toprakta özellikle insan kaynaklı kirliliği değerlendirmelerde yaygın olarak jeokimyasal normalleştirmeler kullanılır. Burada amaç bir normalleştirme faktörü ile kirlenmenin doğal konsantrasyonlara oranlanmasıdır [26-29]. Normalleştirmede kullanılacak elementin seçimi konusunda kesin bir kabul olmamakla birlikte, genellikle alüminyum, demir, lityum, zirkon gibi jeokimyasal olarak aktif olmayan ve ince taneli materyallerde rahatlıkla rastlanabilen elementler normalleşme faktörü olarak kullanılmaktadır [29-32, 4]. Normalleştirme yaparak elde edilen parametrelerden en yaygın kullanılan Zenginleşme Faktörü (EF) ve Jeo-birikim (Igeo) İndeksi’dir. Zenginleşme faktörü (EF) topraktaki metal kirliliğinde insana bağlı etkinin katkısının hesaplanmasında kullanılmaktadır [33- 37]. Bu çalışmada; Cr, Co, Ni, Cu, Zn ve Pb elementlerinin zenginleşme faktörlerinin hesaplanmasında, iyi katı yüzeyli olması, jeokimyası iz elementlerin jeokimyasına benzemesi ve doğal sediment konsantrasyonlarının düzenli olması gibi özellikleri nedeniyle [26] Fe elementi referans element olarak seçilmiştir. Zenginleşme faktörünün hesap edilmesinde aşağıdaki formül kullanılır; EF = ( ( ⁄ ⁄ ) )ö ğ ............................................................................................... (1) Burada (Me/Fe)örnek ; topraktaki demir miktarına oranla metal konsantrasyonuna karşılık gelir. (Me/Fe)referans ise, elementin referans değerinin yine normalleştirme için kullanılan referans Fe’e oranıdır. Zenginleşme faktörleri Birch [38] tarafından; EF<1: zenginleşme yok; 1-3: az zenginleşme var; 3-5: orta zenginleşme söz konusu; 5-10: ortaca aşırı zenginleşme söz konusu; 10-25: aşırı zenginleşme, 25-50: çok aşırı ve >50 oldukça çok aşırı zenginleşme olarak sınıflandırılmıştır. Karayolu üzerindeki topraklardaki 6 element için zenginleşme faktörleri hesaplanmıştır (Tablo 3). Elde edilen hesaplamalara göre, Zn elementi az miktarda zenginleşme göstermektedir (1.9259; 2.1559). Kurşun elementi ise az zenginleşme ile çok aşırı zenginleşme arasında bir dağılım göstermektedir (1.4069-30.2866). 28 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 Tablo 3: Toprak örneklerinden analiz edilen elementlerin zenginleşme faktörleri (EF) Örnek EF(Cr) EF(Co) EF(Ni) EF(Cu) EF(Zn) EF(Pb) No 1 0.9210 0.2503 0.2370 0.332574 0.4943 1.4390 2 0.7305 0.2138 0.1880 0.284074 0.4944 2.2617 3 0.8034 0.2620 0.2068 0.178534 0.4369 0.7532 4 0.7465 0.2565 0.1983 0.543175 0.7190 1.9386 5 0.5257 0.2087 0.1294 0.426667 0.3797 1.7200 6 0.5580 0.2477 0.1436 0.452107 0.6345 2.7669 7 0.5994 0.2606 0.1763 0.399577 0.4487 1.7981 8 0.7742 0.3040 0.4756 0.621564 1.9259 30.2866 9 0.8990 0.2565 0.2314 0.371481 0.6111 1.9175 10 0.6518 0.3078 0.2429 0.489481 0.4622 1.9273 11/1 0.5553 0.2716 0.1939 0.401046 0.3725 1.0412 11/2 0.5809 0.2210 0.1709 0.500239 0.6318 27.1218 12/1 0.7064 0.2443 0.1653 0.374603 0.5841 2.0229 12/2 0.6743 0.2565 0.2025 0.509876 0.4296 2.8844 13 0.6069 0.2394 0.1735 0.611852 0.6978 10.1873 14 0.7124 0.2323 0.2488 0.494759 0.7195 10.1970 15 0.5486 0.2087 0.1765 0.568889 2.1559 2.3600 16 0.5268 0.2565 0.1410 0.573611 0.5875 1.7700 17 0.7002 0.2763 0.2136 0.342906 0.4821 1.4069 18 0.5394 0.2526 0.1922 0.516376 0.4390 1.6701 19 0.5915 0.2520 0.1705 0.386433 0.4070 2.1116 20 0.5721 0.3109 0.1472 0.524444 0.3475 1.4303 4.2 Jeo-birikim indeksi Toprağın metal kirliliği hesap edilmesinde kullanılan Jeo-birikim indeksi (Igeo) Müller [39] tarafından önerilmiş olup, birçok yazar tarafından kabul görmektedir [40 41; vb]. Jeo-birikim indeksi aşağıdaki formül ile hesap edilmiştir; I = log . ∗ .................................................................................................. (2) Formülde; Cn= analiz edilen metal konsantrasyonu, Bn=n elementinin referans değerini, formülde kullanılan 1.5 değeri litojenik etkilere dayalı kabul edilen katsayıya karşılık gelmektedir [42]. Müller [39], jeo-birikim indeksini (Igeo) altı kategoriye ayırmış ve bunlar Tablo 4’de verilmiştir. 29 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 Tablo 4: Müller [38]’e göre jeo-birikim indeksine bağlı kirlenme sınıfları Igeo=0 0<Igeo<1 1<Igeo<2 2<Igeo<3 3<Igeo<4 4<Igeo<5 Kirlenmemiş Kirlenmemiş-orta derece kirlenmiş Orta derece kirli Orta derece kirli-çok kirli arasında Çok kirli Çok kirli- çok aşırı kirli arasında Gümüşhane karayolundaki topraklar için hesap edilen jeo-birikim indeksi tablo halinde verilmiştir (Tablo 5). Jeo-birikim indeksine (Igeo) göre Zn elementi bakımından sadece 8 numaralı örneğin alındığı lokasyon “kirlenmemiş-orta derecede kirli” sınıfında yeralmaktadır. 15 numaralı örneğin alındığı lokasyon ise “orta derecede kirli” sınıfında yeralmaktadır. Saha kurşun bakımından değerlendirildiğinde 6 ve 12/2 numaralı örneğin alındığı lokasyonda kurşun elementi açısından “orta derecede kirli”sınıfında olduğu tespit edilmiştir. 14 numaralı örneğin alındığı lokasyonda kurşun kirliliğinin “orta derece kirli-çok kirli” arasında değiştiği, 13 numaralı örneğin alındığı lokasyondaki kurşun kirliliğinin “çok kirli” sınıfı içinde yer aldığı, 8 ve 11/2 numaralı örneklerin alındığı lokasyonların “çok kirli-çok aşırı kirli” sınıfında olduğu tespit edilmiştir. Tablo 5: Toprak örneklerinden analiz edilen elementlerin jeo-birikim indeksleri Örnek No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11/1 11/2 12/1 12/2 13 14 15 16 17 18 19 20 Igeo(Cr) -0.9069 -1.0138 -0.9069 -0.7600 -1.1907 -1.1293 -0.9069 -0.7600 -0.7142 -0.8563 -0.9069 -0.9069 -1.2548 -0.5443 -0.9594 -0.9069 -1.1293 -1.0704 -0.9594 -1.0138 -1.0704 -0.9069 Igeo(Co) -2.7866 -2.7866 -2.5236 -2.3012 -2.5236 -2.3012 -2.1085 -2.1085 -2.5236 -1.9386 -1.9386 -2.3012 -2.7866 -1.9386 -2.3012 -2.5236 -2.5236 -2.1085 -2.3012 -2.1085 -2.3012 -1.7866 Igeo(Ni) -1.0995 -1.2065 -1.0995 -2.6724 -3.2130 -3.0875 -2.6724 -1.4630 -2.6724 -2.2801 -2.4245 -2.6724 -3.3505 -2.2801 -2.7655 -2.4245 -2.7655 -2.9720 -2.6724 -2.5025 -2.8651 -2.8651 Igeo(Cu) -2.3764 -2.3764 -3.0768 -1.2188 -1.4919 -1.4330 -1.4919 -1.0768 -1.9894 -1.2695 -1.3764 -1.1226 -2.1699 -0.9475 -0.9475 -1.4330 -1.0768 -0.9475 -1.9894 -1.0768 -1.6845 -1.0324 Igeo(Zn) -1.8046 -0.2590 -0.4679 0.5037 -0.3424 0.3738 -0.0068 1.8726 0.0467 -0.0343 -0.1649 0.5321 -0.2111 0.1233 0.5599 0.4252 2.1631 0.4048 -0.1801 0.0068 -0.2918 -0.3084 Igeo(Pb) -0.2630 0.6167 -1.0000 0.6167 0.5194 1.1806 0.6781 4.5298 0.3785 0.7078 0.0000 4.6381 0.2630 1.5525 3.1099 2.9323 0.9758 0.6781 0.0473 0.6167 0.7655 0.4150 30 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 5. Tartışma ve sonuçlar Gümüşhane’nin içinden geçen Harşit Çayı Tirebolu’dan Karadeniz’e dökülmektedir. Harşit çayı üzerinde Torul ve Kürtün barajları bulunmakta, barajlarda balıkçılık yapılmakta ve sulama amaçlı olarak kullanılmaktadır. Gümüşhane şehir merkezindeki görülecek olan ağır metal kirliliği dolayısıyla sadece Gümüşhane’de değil aynı zamanda Harşit vadisi boyunca tüm karasal ve sucul ekosistemler (insanlar da dahil) üzerinde etkili olacaktır. Bu yüzden Harşit Çayı boyunca daha detaylı çevre jeokimyası çalışmalarının yapılmasına ihtiyaç vardır. Bu çalışma kapsamında elde edilen sonuçlar, sahada yapılan çalışmaya ait ilk bulgular olup, Gümüşhane ve yakın çevresi ile ilgili çevre jeokimyası çalışmaları devam etmektedir. Bu çalışma kapsamında, Gümüşhane şehir merkezinde karayolu güzergâhı boyunca gelişmiş topraklardaki ağır metal içerikleri incelenmiş ve sahada 6 element (Cr, Co, Ni, Cu, Zn ve Pb) için kirlilik durumları irdelenmiş ve bu elementlere ait tanımlayıcı istatistik bilgileri tablo halinde verilmiştir (Tablo 1). Çalışma alanında, metallerden Zn ve Pb elementlerinin genel olarak referans değerlerinden yüksek değerlere sahip olduğu görülmüştür (Şekil 3). Elementler arasında; Cr-Ni, CuCo ve Pb-Ni arasında önemli sayılabilecek pozitif bir korelasyon söz konusudur. Zn-Ni arasında ise zayıf olmakla birlikte pozitif bir korelasyona rastlanmaktadır (0.492). Gümüşhane şehir merkezinden geçen yol boyunca yer alan topraklardaki ağır metal kirlilikleri özellikle Pb ve Zn elementleri bakımından genel itibariyle referans değerlerini aşmaktadır. Sahadaki metaller için zenginleşme faktörü (EF) ve jeo-birikim indeksleri (Igeo) hesap edilmiştir. Bu kapsamda; Zn elementi için zenginleşme faktörü dikkate alındığında; 8 ve 15 numaralı örneklerin alındığı iki lokasyonlarda Zn açısından az miktarda zenginleşmenin olduğu görülmektedir. Çinkonun zenginleşme gösterdiği 8 numaralı nokta ana ve tali yolların kavşağında yer alır. 15 numaralı nokta ise karayolunun dik vadi eteğinden geçtiği noktadır. 8 numaralı noktada özellikle antropojenik etkinin yüksek olduğu düşünülmektedir. Çünkü bu lokasyon yerleşim açısından yoğun, ve ana ve tali yolların kavşak noktasıdır. 15 numaralı lokasyonun araçların yoğun olarak park edildiği bir noktadadır. Bu noktanın yaklaşık 3 km güneyinde bir kurşun-çinko madeni bulunmaktadır. 15 numaralı noktadaki zenginleşmenin en önemli nedeninin trafik ve antropojenik etkiler olduğu düşünülmektedir. Ancak sahanın çok yakınında olmamakla birlikte bu kirlilikte kurşun-çinko madeninin de etkisinin olabileceği de göz ardı edilmemelidir. Saha kurşun elementi kirliliği açısından değerlendirildiğinde; 6 numaralı örneğin alındığı nokta “kirlenmemiş-orta derecede kirli” sınıfındadır. Bu nokta yerleşimin yoğun olduğu bir lokasyondur. Yine az kirlenmiş sınıfında yer alan 12/2 numaralı örneğin alındığı alan dik vadi kenarında ve şehirleşmenin yoğun olduğu bir alana karşılık gelmektedir. Buradaki kirliliğin sebebi sahanın güneyinde yer alan kurşun-çinko cevherleşmesi veya şehirleşmeye bağlı antropojenik kökenli olabilir. “Orta derecede ve çok kirli” sınıfı içinde yer alan 8, 11/2, 13 ve 14 numaralı örneklerin alındığı kesimler çinko açısından da kirliliğin olduğu alanlarla örtüşmektedir. Bu kirlenme lokasyonları daha çok dik vadi eteğinde yeralmakta ve yoğun şehirleşmenin olduğu alanlara karşılık gelmektedir. Bu lokasyonların aynı zamanda 3-4 km güneyinde kurşun-çinko madeni bulunmaktadır. Sahada yapılan çalışma bir ön çalışma olup, elde edilen bulgular Gümüşhane karayolu boyunca bazı noktalarda özellikle Zn ve Pb elementleri açısından bir miktar kirliliğin olduğunu göstermektedir. İlk bulgulara göre sahadaki ağır metal kirliliğinde tek bir ana faktörün olmadığı, çalışma alanındaki yoğun trafiğin bu kirlilikte etkili olabileceği gibi, jeolojik yapısı gereği Gümüşhane’nin, dar bir vadi içinde yerleşmiş olmasının da bu kirliliğe etki ettiği sonucuna ulaşılmıştır. Çalışma sahası güneyinde yer alan kurşun-çinko madeninin de sahadaki ağır metal kirliliğinde olumsuz katkısının olabileceği de göz ardı edilmemelidir. Bu veriler sahada daha detaylı çalışmaların yapılmasına ihtiyaç olduğunu göstermektedir. 31 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 Gümüşhane şehir merkezinde bazı lokasyonlarda Pb ve Zn bakımından bir kirlenmenin olduğu görülmekle birlikte sahada daha detaylı çalışma yapılarak bu kirliğin kökeni, miktarı ve dağılımı konusunda daha sağlıklı sonuçlara ulaşılabilir. Elde edilen sınırlı veriler ışığında sahadaki kirliliğin büyük çoğunlukla insan kaynaklı olduğu sonucuna varılmıştır. İnceleme alanı içinde yol boyunca kirliliğin değişimi izlendiğinde trafiğin yoğun olduğu kesimlerde özellikle kurşun miktarında artışların olduğu görülmektedir. Son yıllarda kurşunsuz benzin kullanımının azalmış olması bu kirliliğin muhtemelen daha yüksek seviyelerde olmamasının izahı olabilir. Gümüşhane içinden geçen Harşit Çayı üzerinde bulunan barajların sulama amaçlı olarak kullanıldığı ve balıkçılık faaliyetleri yapıldığı göz önüne alındığında ve ayrıca Harşit Çayı’nın Tirebolu üzerinden Karadeniz’e döküldüğü düşünüldüğünde, Gümüşhane şehir merkezindeki ağır metal kirliliğinin daha detaylı olarak araştırılmasının gerekliliği açıktır. Bu anlamda bu çalışmaya ait ilk bulgular benzer çalışmaların gerekliliğini de ortaya koymaktadır. Katkı belirtme Yazarlar, Tübitak (Ankara) Üniversite Öğrencileri Yurt İçi/Yurt Dışı Arastırma Projeleri Destekleme Programı'na (Program Kodu 2209), toprak analizleri için Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü’ne (Ankara), desteklerinden dolayı Abdullah Kaygusuz (Gümüşhane Üniversitesi) ve Yener Eyüboğlu'na (Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon) ve makaleyi inceleyip katkıda bulunan Ferkan Sipahi'ye (Gümüşhane Üniversitesi) teşekkür ederler. 32 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 Kaynaklar [1] Yaylalı-Abanuz-, G., Tüysüz, N., 2009. Heavy metal contamination of soils and tea plants in the eastern Black Sea region, NE Turkey. Environ Earth Sci. 59:131-144. [2] Yaylalı-Abanoz, G., Tüysüz, N., Akaryalı, E., 2011. Soil Geochemical Prospection for Gold Deposit in the Arzular Area (NE Turkey), Journal of Geochemical Exploration, 112, 107-117 [3] Ahdy, H.H ve Khaled, A., 2009. Heavy Metal Contamination in Sediments of the Western Part of Egyptian Mediterranean Sea, Austrlian J. of Basic Applied Sci, 3(4) 3330-3336 [4] Rodríguez-Barroso, M.R., Benhamou, Y., El Moumni, B., El Hatimi I. and Garica-Morales, J.L. 2009. Evalution of Metal contamination from North of Morrocco: geochemical and statistical approaches, Environ Monit Asses, 159: 169-181. [5] Machender, G., Dhakate R., Pransanna, L. and Govil, P.K. 2011. Assessment of heavy metal contamination in soils around Balanagar industrial area, Hyderabad, India. Environ Earth Sci. 63. 945-953. [6] Miao L., Ma, Y., Xu, R. and Yan W., 2011. Environmental biogeochemical characteristics of rare earth elements in soil and soil grown plants of the Hetai goldfield, Guangdong Province, China. Environ Earth Sci. 63:501-511. [7] Eyuboglu, Y., Bektas, O., Seren, A., Maden, N., Jacoby, W.R., Özer, R., 2006. “Three-directional extensional deformation and formation of the Liassic rift basins in the eastern Pontides (NE Turkey)”. Geologica Carpathica 57 (5), 337-346. [8] Topuz, G., Altherr, R., Schwarz, W.H., Dokuz, A., & Meyer, H.P., 2007. Variscan amphibolitefacies metamorphic rocks from the Kurtoğlu metamorphic complex (Gümüşhane area, Eastern Pontides, Turkey). – Int. J. Earth Sci. (Geol. Rundsch) 96: 861–873. [9] Yılmaz, Y., 1972. Petrology and structure of the Gümüşhane granite and surrounding rocks, North-Eastern Anatolia, PhD Thesis, University of London, pp 260. [10] Yılmaz, Y., 1974. Geology of the Gümüşhane granite (Petrography), İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi, Mecm. B., 39, 157-172 [11] Topuz G., Altherr, R., Siebel, W., Schwarz, W.H., Zack, T., Hasözbek, A., Barth, M., Satır, M. & Şen, C. 2010. Carboniferous high-potassium I-type granitoid magmatism in the Eastern Pontides: The Gümüşhane pluton (NE Turkey). –Lithos 116: 92–110. [12] Dokuz, A., 2010. A slab detachment and delamination model for the generation of Carboniferous high-potassium I-type magmatism in the Eastern Pontides, NE Turkey: The Köse composite pluton. –Gondwana Res. Doi, 10.1016/j.gr.2010.09.006. [13] Eyuboglu, Y., Chung, SL., Dudas, F.O., Santosh, M., Akaryali, E., 2011. Transition from shoshonitic to adakitic magmatism in the Eastern Pontides, NE Turkey: Implications for slab window melting. Gondwana Research 19, 413-429. [14] Karslı, O., Dokuz, A., Uysal, İ., Aydin, F., Kandemir, R., & Wijbrans, J., 2010. Generation of the Early Cenozoic adakitic volcanism by partial melting of mafic lover crust, Eastern Turkey: Implications for crustal thickening to delemination. Lithos 114: 109–120. [15] Arslan, M., & Aliyazıcıoğlu, İ., 2001. Geochemical and petrological characteristics of the Kale (Gümüşhane) volcanic rocks: implications for the Eocene evolution of eastern Pontide arc volcanism, northeast Turkey. International Geology Review 43, 595–610. 33 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 [16] Kaygusuz, A., Arslan, M., Siebel, W & Şen, C., 2010. Geochemical and Sr-Nd Isotopic Characteristic of Post-Collisional Calc-Alkaline Volcanics in the Eastern Pontides (NE Turkey). Turkish J.Earth Sci, Vol. 20, pp. 137-159. [17] Güner, S., Er, M., Gümüşel, A., Boğuşlu, M., , Gümüşhane-Eski Gümüşhane yöresindeki cevherleşmelere ait jeoloji raporu, Rap. 230, 525 MTA Ankara, (1985) [18] Kahraman, İ., Kansız, H., Dursun, A., Yılmaz, H., Erçin, A.İ.,: Gümüşhane ili yöresinin jeolojisi ve cevherleşmelerinin etüdü, MTA Rapor No:1957. MTA Ankara, (1985) [19] Güner, S.,Yazıcı, E.N., Gümüşhane Yöresindeki Au-Ag cevherleşmelerine ait rapor, MTA Ankara, (2005) [20] Aslan, N., ve Akçay, M., 2011. Mastra (Gümüşhane) Au-Ag Yatağının Jeolojik, Mineralolojik ve Jeokimyasal Özellikleri, 64. TJK Kurultayı Bildiri Özleri Kitabı s-181-182. [21] Akçay, M., Gündüz, Ö., Yaşar, R., ve Gümrük, O., 2011. Hazine Mağara ve Kırkpavli (Gümüşhane) Polimetalik Pb-Zn-Cu-Au-Ag Madenlerinin Jeokimyasal ve Kökensel Özellikleri, 64. TJK Kurultayı Bildiri Özleri Kitabı s-183-184. [22] Turekian, K. K., & Wedepohl, K., H., 1961. Distribution of the elements in some major units of the earth’s crust, Bulletin of the Geological Society of American, 72, 175–192. [23] Ouellette, H., 2007. Direction lines concerning the assessment of natural soil backgrounds, Gouvernement du Québec, 22 p. (in French). [24] Reimann, C., Filzmoser, P., & Garrett, R.G., 2005. Background and threshold: critical comparison of methods of determination, Science of the Total Environment, 346: 1-16. [25] Reimann, C., Filzmoser, P., Garrett, R., & Dutter, R., 2008. Statistical Data Analysis explained, Applied environmental statistics with R. Wiley, 343 p. [26] Daskalakis, K., D., & O’Connor, T. P., 1995. Normalization and elemental sediment contamination in the Coastal United States, Environmental Science and Technology, 29, 470– 477. [27] Aloupi, M., & Angelidis, M. O., 2001. Geochemistry of natural and anthropogenic metals in the coastal sediments of the island of Lesvos, Aegean Sea, Environmental Pollution, 113, 211–219. [28] Conrad, C. F., and Chisholm-Brause, C. J., 2004. Spatial survey of trace metal contaminants in the sediments of Elizabeth River, Virginia, Marine Pollution Bulletin, 49, 319–324. [29] Feng, H., Han, X., Zhang, W., & Yu, L. 2004. A preliminary study of heavy metal contamination in Yantze River intertidal zone due to urbanization, Marine Pollution Bulletin, 49, 910–915. [30] Acevedo-Figueroa, D., Jiménez, B. D., & Rodríguez-Sierra, C. J., 2006. Trace metals in sediments of two estuarine lagoons from Puerto Rico, Environmental Pollution, 141, 336–342. [31] Ghrefat, H., & Yusuf, N., 2006. Assessing Mn, Fe, Cu, Zn and Cd pollution in bottom sediments of Wadi Al-Arab Dam, Jordan, Chemosphere, 65, 2114-2121. [32] Chen, C.-W., Kao, C.-M., Chen, C.-F., & Dong, C.-D., 2007. Distribution and accumulation of heavy metals in the sediments of Kaohsiung Harbor, Taiwan, Chemosphere, 66, 1431–1440. [33] Buat-Menard, P., Chesselet, R., 1979. Variable influence of the atmospheric flux on the trace metal chemistry of oceanic suspended matter, Earth Planet Sci Lett 42:398–411 34 A. VURAL, E. ŞAHİN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012)21-35 [34] Groengroeft, A., Jaehnig, U., Miehlich, G., Lueschow, R., Maass, V., & Stachel, B., 1998. Distribution of metals in sediments of the Elbe Estuary in 1994. Water Science and Technology, 37, 109–116. [35] Morillo, J., Usero, J., & Gracia, I., 2002. Partitioning of metals in sediments from the Odiel River (Spain), Environment International, 28, 263–271. [36] Adamo, P., Arienzo, M., Imperato, M., Naimo, D., Nardo, G., and Stanziones, D., 2005. Distribution and partition of heavy metals in surface and sub-surface sediments of Naples city port, Chemosphere, 61, 800-809. [37] Vald’es, J., Vargas, G., Sifeddine, A., Ortlieb, L., and Guinez, M., 2005. Distribution and enrichment evaluation of heavy metals in Mejillones Bay (23◦S), Northern Chile: Geochemical and statistical approach, Marine Pollution Bulletin, 50, 1558-1568. [38] Birch, G., 2003. A scheme for assessing human impacts on coastal aquatic environments using sediments, In C.D. Woodcoffe & R. A. Furness (Eds.), Coastal GIS 2003. Wollongong University Papers in Center forMaritime Policy, 14, Australia. [39] Müller, G., 1969. Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine River, GeoJournal, 2(3): 108-118. [40] Miko, S., Peh, Z., Bukovec, D., Prohic, E. & Kastmüller, Z., 2000. Geochemical baseline mapping and Pb pollution assessment of soils in the karst in Western Croatia, Natura Croatica, 9 (1):41-59. [41] Loska, K., Wiechuła, D., Barska, B., Cebula, E., & Chojnecka, A., 2003. Assessment of arsenic enrichment of cultivated soils in Southern Poland, Polish Journal of Environmental Studies, 12(2): 187-192. [42] Stoffers, P., Glasby, GP., Wilson, CJ., Davis, KR., Watter, P., 1986. Heavy metal pollution in Wellington harbour, NZ J Mar Freshwat Res 20:495–512 35 GÜFBED/GUSTIJ (2012) 2 (1): 36-48 Research/Araştırma 4 Eski Gümüşhane (Süleymaniye) Ve Yakın Çevresindeki Alterasyon Alanlarının Landsat Uydu Görüntüsü Kullanılarak Crosta Tekniği ile Araştırılması A.VURAL1,*, Ö. ÇORUMLUOĞLU2, İ. ASRİ2 1 2 Gümüşhane Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Gümüşhane Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Harita Mühendisliği Geliş tarihi/Received 04.01.2012 Düzeltilerek geliş tarihi/Received in revised form 20.01.2012 Kabul tarihi/Accepted 25.01.2012 Özet Çalışma sahası Gümüşhane İli güneyinde Eski Gümüşhane (Süleymaniye) ve yakın çevresi olup, yaklaşık 15 km2’lik bir alanı kapsamaktadır. Bölgede çok sayıda alterasyon ve cevherleşme alanı bulunmaktadır. Bu çalışmada Eski Gümüşhane ve yakın çevresindeki kurşun, çinko cevherleşmeleri açısından önemli Kırkpavli ve Dere Madeni ile ilişkili alterasyon alanları Crosta tekniği kullanılarak tespit edilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla Eski Gümüşhane yakın çevresine ait arazi çalışmaları sayısal ortama aktarılmıştır. Sahaya ait Landsat uydu görüntüsü, gerekli düzeltmeler yapılarak, Crosta tekniği ile elde edilen veriler sahada yapılmış çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Crosta tekniği, özellikle demirce zengin ve hidrotermal alterasyonun geliştiği madenlerde, cevherleşme alanlarını belirlemede yaygın olarak kullanılmaktadır. Çalışma alanında, hidrotermal alterasyona uğramış ve demiroksitçe zenginleşmiş olan alanlar (Süleymaniye mahallesi ve yakın civarı) özellikle seçilmiş ve Crosta tekniği ile farklı band kombinasyonları kullanılarak irdelenmiştir. Çalışma sonunda, elde edilen veriler göz önüne alındığında, klasik metodlar kullanılarak daha önce belirlenmiş cevherleşme bölgelerinin, kullanılan Crosta tekniği ile de başarı ile tespit edildiği görülmüştür. Bu görüntülerde başka alanlar da belirlenmiş ve bu alanların saha kontrolleri yapılarak belrlenen sahalarda da benzer alterasyonların isabetli olarak tespit edildiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Uzaktan algılama, crosta tekniği, maden arama, hidrotermal alterasyon, Gümüşhane * Alaaddin VURAL, vural@gumushane.edu.tr, 0 456 233 74 25 /6 /1202 36 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 Determination of alteration in old Gümüşhane (Süleymaniye) by crosta technique using landsat images Abstract The Study area which is 15 km2 covers Old Gumushane (known as Suleymaniye) district and its near vicinity located in the south of Gumushane province. In the region, it can be seen several alteration structures and ore developments. Alterations related with Kirkpavli and Dere mines where they are important places in terms of saturn and zinc ore deposits were determined by Crosta technique. Data from field works previously done in the region were entered to digital medium. Study results from Crosta were analyzed and compared with data from field works. Crosta is widely used for the determination of ore deposit for the regions being rich in hydrothermal alterations and iron ore. For this reason, Crosta was studied carefully in the study area (Suleymaniye district) which is rich in ferroxide and exposed by hydrothermal alterations. As a conclusion of this study, it is seen that Crosta works successfully for the determination of ore deposits when the results of both crosta and field work were compared. Target locations were also determined in the Crosta’s PC images. The locations were then controlled in the field and it is realized that Crosta successfully pointed them. Keywords: Remote sensing, Crosta techniques, mineral exploration, hydrothermal alteration, Gümüşhane 1. Giriş Uzun yılların tecrübesi uzaktan algılama çalışmalarının yerbilimlerinin tüm alanlarında etkin şekilde kullanılan bir yöntem olduğunu ispatlamıştır. İlk olarak hava fotoğrafları ile başlamış olan uzaktan algılama çalışmaları, çok bantlı uydu görüntülerinin kullanımı ile gelişmiş, günümüzde ise hiperspektral uydu ve radar verilerinin de kullanımı ile oldukça çeşitlilik ve etkinlik kazanmıştır. Günümüzde özellikle maden jeolojisi çalışmalarında uzaktan algılama teknikleri, yerbilimcilerin vazgeçilmez araçlarından birisi haline gelmiştir. Cisimler yapısal ve konumsal özelliklerine göre, değişik dalga boylarında üzerlerine düşen (güneş) ışınları farklı miktarlarda yansıtır, geçirir ve soğururlar. Günümüz teknolojisiyle doğadaki farklı yapı ve unsurların belirlenip, dağılımlarının haritalamasında özellikle yanına gitmeden bunu başarılı şekilde gerçekleştiren yegâne teknik olan Uzaktan Algılama Tekniği, çoğunlukla bu ışınlardan yansıtılanlarının algılanmasını konu edinmektedir. Bunun dışında, genel olarak termal bölgede nesneler tarafından yayımlanan, mikrodalga bölgesinde ise algılayıcının kendisinin yayımladığı mikro dalga sinyalin geri döneninin algılanmasını esas alır. Bu ışınlar özel platformlarla (uydu, uçak) taşınabilen algılama düzenekleri ile algılanabilmektedirler. Bu yolla elde edilen verilerin bilgisayar ortamında değerlendirilmesi ile istenilen alan içerisindeki doğal veya yapay öğelerin, öz niteliklerin ve zamansal değişimlerin haritalanması mümkün olabilmektedir. 37 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 Uzaktan algılama tekniklerinin kullanımı, klasik metotlarla yapılan arazi çalışmalarına göre çok daha ucuza mal olmanın yanı sıra bazen yüzey araştırmaları ile belirlenemeyen yapısal özelliklerin uzaydan görülmesine de imkân sağlamaktadır. Ayrıca arazi koşullarının ağırlığı nedeniyle ulaşılamayan alanlar için çok önemli bir bilgi kaynağı oluşturmaktadırlar. Özellikle, araziye gitmeden arazinin analizi, litolojik farklılıkların tespiti, sel baskınlarının haritalaması, petrol sızıntılarının, diğer çevre kirliliklerinin tespiti, kayaç tabaka durumlarının uydular sayesinde görüntülenmesi gibi jeolojik uygulamalarda uzaktan algılama tatmin edici sonuçlar vermektedir. Uzaktan algılanma teknikleri; maden arama çalışmalarında uydu görüntülerinin bant özellikleri aracılığıyla tayfsal eğrilerinden yararlanılarak cevherleşmenin önemli bir belirtisi olan alterasyon alanlarının belirlenmesinde verimli şekilde kullanılmaktadır. Maden yataklarının veya mineral zenginleşmelerinin içinde bulunduğu yan kayaçlar, hidrotermal akışkanın yan kayaçla reaksiyonları sonucu oluşan, kayacın kimyasını değiştiren ve cevherin ve hidrotermal minerallerin yerleşimine sebep olan son ürünleri gösterirler [1]. Buradan hareketle bütün porfiri tip yatakların iyi gelişmiş zonlu bir durum gösterdikleri ve bu zonların ana oksitler ve iz element konsantrasyon farklılığı ile de çok rahat tanımlanabilecekleri bilinmektedir. Bu elemental kompozisyon, altere zonların mineralojik kompozisyonlarındaki değişiklik olarak karşımıza çıkar. Yüzey şartlarında gelişen ikincil alterasyonlar, alterasyona uğrayan kayaçlarda karakteristik kestane kırmızımsı, ve/veya sarımsı renklerin önemli ölçüde oluşmasına yol açar. Bu alterayon mineralleri uzaktan algılama ile kolaylıkla tanımlanabilir. Uzaktan algılama görüntülerinin işlemesi sürecinde öncelikle atmosferik gürültüler filtrelenir ve gerekli geometrik düzeltmeler yapılarak görüntü işlenmeye hazır hale getirilir. Sonrasında çeşitli kontrast uygulamaları, filtreleme ve renkli bant kombinasyonları oluşturma teknikleri kullanılarak görüntü zenginleştirilir. Son aşama ise bant oranlaması, temel bileşen analizi (PCA) ve görüntü sınıflama yöntemleri gibi tekniklerin kullanılmasıyla görüntüden bilgi çıkartılmasıdır. Maden arama çalışmalarında ihtiyaca göre çeşitli uzaktan algılama görüntüleri kullanılır. Bunlardan Landsat görüntüleri yaygın kullanıma sahiptir. Bu görüntüler geniş alan kapladıkları için bölgesel olarak yaygın jeolojik yapıların tanınmasında oldukça iyi sonuçlar vermektedir. Landsat verileri son 20-30 yıldır, arid ve semiarid (kuru-yarıkuru) iklimlerin hakim olduğu bölgelerde, maden yataklarının hidrotermal alterasyona uğramış zonlarında bulunabilen demiroksit ve hidroksil köklerine sahip minerallerin yerlerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır.[2-4]. Bundan dolayı, özellikle hidrotermal alterasyon zonlarının belirlenmesinde sıklıkla kullanılırlar. Toprak ve kayaçların, Landsat 7 ETM+ bandlarından band 7 (2.08-2.35 μm)’de yüksek oranda absorblandığı, band 5 (1.55-1.75 μm)’de ise yüksek reflektans gösterdiği genel olarak bilinmektedir. Diğer yandan, bu bandların oranının (7/5) kullanılışı ile elde edilen görüntülerde toprak ve kayaç görüntüleri belirginleşmektedir. Benzer şekilde, (7/1) band oranı hidroksil alterasyonunu, (5/7) oranı kil ve (3/2) oranı demiroksit alterasyonunu belirlemek için tercih edilmektedir [5-14]. Bu bilgilerin ışığı altında, Landsat 7 ETM+ bandlarından 1., 3., 5. ve 7. bandların jeolojik çalışmalar için rahatlıkla kullanılabileceği sonucunu çıkarabiliriz. RGB 731, RGB 754, RGB 753 ve RGB 531 kombinasyonlarının jeolojik amaçlı çalışmalarda çok faydalı olduğu bilinmektedir. Özellikle Landsat görüntüsünden elde edilen RGB 531 kompozitinin çalışılan arazideki kayaçların sınırlarını ve dokularını belirlemek açısından en iyi görüntüyü verdiği görülmüştür. 38 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 1.1. CROSTA tekniğinin maden jeolojisi çalışmalarında kullanımı Maden arama çalışmalarında uzaktan algılama görüntülerinin kullanımı genellikle bu görüntülerden temel bileşen analizleri (Principal Component analysis-PCA) yapılarak metalojenik arazilerin alterasyon haritalarının üretimi şeklinde gerçekleşmektedir [2,3,15,16,4,17,9,10,12,13,14]. Crosta tekniği özellikle yönlendirilmiş (feature oriented) temel bileşen analizlerinden birisidir. Öz (Eigen) vektör analizleri, belli minerallerin tayfsal bilgilerini ve ilgilenilen maddelerin tayfsal karşılığı (spectral response) ile bağlantılı olan orijinal bantların katkısını içeren temel bileşenlerin tanımlanmasını sağlar. Bu teknik, minerallerin eigenvektör yüklemelerinin (+) veya (-) işaretli olmasına bağlı olarak temel bileşenlerde parlak veya koyu renkli pikseller olarak temsil edilmelerine olanak sağlar. Bu içeriğiyle, Crosta tekniği, görüntü zenginleştirme tekniklerinin önemlilerinden birisi olup özellikle demirce zengin ve hidrotermal alterasyonların iyi geliştiği alanlarda, muhtemel cevherleşmeleri araştırmada son yıllarda sıkça kullanılmaktadır. Crosta tekniği, seçilmiş 6 band veya 4 band üzerinden gerçekleştirilebilmektedir [18,1]. Cevherleşmeye yönelik çalışmalarda özellikle alterasyon alanlarının tespit edilmesinin büyük önem taşıdığı dikkate alınırsa, bu tür bir çalışmada dikkat edilmesi gereken en önemli hususlardan birisi, doğru PC’nin seçilebilmesidir. Alterasyon alanları tespitine yönelik olarak hidroksil görüntüsü elde edilirken band 5 ve 7’nin; demiroksit görüntüsü elde edilirken band 1 ve 3’ün en yüksek, fakat ters işaretli yüklemelerinin bulunduğu PC’nin seçilmiş olmasıdır öenmlidir [18,15,19]. 2. Çalışma alanı ve crosta tekniğinin sahaya uygulanışı Çalışma sahası, Eski Gümüşhane mahallesi ve yakın çevresini kapsamaktadır. Eski Gümüşhane ve yakın çevresinde kurşun, çinko ve mangenez cevherleşmeleri görülmektedir. Sahanın güney batısında ise günümüzde işletilmekte olan kurşun ve çinko yatakları bulunmaktadır. Yoğun cevherleşmeye sahip olması nedeniyle sahada yapılmış oldukça fazla maden jeolojisi çalışması bulunmaktadır [20-24]. Özellikle Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA) tarafından Eski Gümüşhane ve çevresinde detaylı jeoloji ve maden jeolojisi çalışmaları yürütülmüş, sahanın jeoloji, maden jeolojisi ve alterasyon haritaları hazırlanarak sahadaki cevherleşme alanları detaylı olarak çalışılmıştır [20-22]. Bu sahasının uydu görüntüleri ve uzaktan algılama teknikleri ile çalışılması amacıyla, MTA tarafından yapılan arazi çalışmaları sayısal ortama aktarılmış ve yapılan uzaktan algılama çalışmalarından elde edilen sonuçlar ile bu arazi çalışmalarıdan elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sahadaki alteresyon alanlarının belirlenmesi amacıyla uzaktan algılıma (UA) tekniklerinden en uygun olanlarından biri olan Crosta tekniği saha için elde edilen uydu görüntülerine uygulanmıştır. Vural ve arkadaşları tarafından UA görüntülerinin değerlendirilmesini esas alarak yapılmış olan bir çalışmada alterasyon alanlarının belirlenmesinde ve litolojik farklıların ayırt edilmesinde tatmin edici sonuçlar alınmıştır [14]. 39 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 Bu çalışmada ise, Eski Gümüşhane çevresindeki cevherleşmelerin olduğu sahadaki gelişmiş alterasyonların tespit edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla bölgeye ait uydu görüntü seti olarak 2001.09.22 tarihli (path:173, row:32) LANDSAT 7 ETM+ 8 bant görüntüsünden 6 bantlık seti kullanılmıştır (Şekil 1). Yapılan UA çalışması ile, sahada MTA tarafından geleneksel metotlarla elde edilen sonuçların Crosta tekniği ile elde edilen sonuçlarla ne derece uyumlu olduğu araştırılmış ve yapılan bu UA çalışmalarının bölgedeki cevherleşmelerin alterasyon alanlarının belirlenmesinde tatmin edeci sonuçlar verdiği görülmüştür. Şekil 1. Çalışma bölgesi ve Gümüşhane LANDSAT uydu görüntüsü Crosta tekniği bu çalışmada Landsat 7 ETM+’a ait 4 bandlık 2 veri seti oluşturularak uygulanmıştır. Bunun için, 1, 4, 5 ve 7 nolu TM bandlarını içeren birinci veri seti ile 1, 3, 4 ve 5 nolu TM bandlarını içeren ikincisi bir veri setinden oluşan iki ayrı sanal set ”Virtual Dataset” oluşturulmuştur. Temel bileşen analizini eas alan Crosta tekniğinde, her bir sanal setin istatistikleri ve kovaryans öz vektör (Covariance Eigenvector) değerleri belirlenip incelendiğinde, genelde PC4 bileşenini içeren görüntünün ters işaretli yüklemelerin en uygun ve yüksek değerlerde olduğu PC görüntüsünü oluşturduğu görülmüştür. 40 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 Band 2 ve band 3 demiroksiti bastırmak için özellikle kullanılmayarak TM 1, 4, 5 ve 7 bantları kullanıldığında, band 5’ten gelen en yüksek pozitif öz vektör yüklemeli ve band 7`den gelen en yüksek negatif yüklemeli PC’nin PC4 olduğu görülmüştür. Bu PC “Hidroksil”i gösteren bileşendir (H bileşeni) ve PC görüntüsünde parlak pikseller olarak görülürler (Şekil-2). Şekil-2 Crosta tekniğinin Landsat 7 ETM+ dört bandlı (1,4,5 ve 7) veri setine uygulanmasıyla elde edilen hidroksil (PC4) görüntüsü. Bölgeye ait Landsat 7 ETM+ 1, 3, 4 ve 5 bantları kullanıldığında, band 3’ten gelen en yüksek pozitif öz vektör yüklemeli ve band 1’den gelen en yüksek negatif yüklemeli PC’nin yine PC4 olduğu görülmüştür. Bu PC ise “demiroksit”i gösteren PC bileşenidir (F bileşeni) (Şekil 3). 41 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 Şekil-3 Crosta tekniğinin Landsat 7 ETM+ dört bandlı (1,3,4 ve 5) veri setine uygulanmasıyla elde edilen demiroksit (PC4) görüntüsü. Bir sonraki adımda, F ve H bileşeninden oluşan iki bandlı yeni bir sanal veri seti (PC - Virtual Dataset) oluşturulmuştur. Son bir PC analizi de bu veri seti için yapılmış ve bu analizden elde edilen PC2 bileşeni ile diğer iki PC4 bileşenlerinden oluşan bir RGB algoritması oluşturulmuştur. Ancak, bu algoritmayı oluştururken dikkat edilmesi gereken husus, hidroksil görüntüsünü elde ettiğimiz PC4’ün R’ye, 1. veri setinden elde edilen PC4 ile 2. veri setinden elde edilen PC4`ün temel bileşen analizinden üretilen PC1 ve PC2 den zıt işaretli öz değerler veren PC bileşeni olan PC2’nin G’ye ve nihayet demiroksit için oluşturulan PC4’ün de B’ye yerleştirilmesiyle yapay renkli bir RGB görüntüsü (false colour image) elde edilmesidir (Şekil -4). 42 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 Şekil 4. TM 1457 ve TM 1345 bantlarından elde edilen PC4 görüntüleri ile bu PC4 görüntülerinden elde edilen PC2 görüntüsünden oluşturulan yapay renkli görüntü. Crosta analiziyle elde edilen bu görüntüdeki litolojik yapıyı içeren detayların bölgeyi ait önceden üretilmiş vektörel litolojik verilerle büyük bir uyuşum içerisinde olduğu Şekil-5’ten açıkça görülmektedir. Şekil detaylı incelendiğinde sahadaki litolojilerin kendi içerisindeki alansal farklılıklara sahip olduğu anlaşılmaktadır. Dolayısıyla çalışmanın amacına göre, konu sahada daha detaylı arazi çalışmaları yapılması, bu tür görüntü zenginleşmeleri ile elde edilen farklılaşmaların da haritalanmasını mümkün kılacaktır. Çalışma kapsamında kullanılan Landsat uydu görüntüsünün çözünürlüğü 30 m’dir. Dolayısıyla daha yüksek çözünürlükteki uydu görüntüleri ile daha detaylı çalışmaların yapılabileceği görülmektedir. 43 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 Şekil 5. Crosta tekniğiyle elde edilen litolojik detayların önceden elde edilmiş vektörel verilerle uyuşumu (Jeoloji verileri Güner vd. [20]’den derlenmiştir.) Bölgedeki alterasyon alanlarının Crosta tekniği ile belirlenmesi için sahada Güner ve arkadaşları [20] tarafından yapılmış maden jeolojisi haritasına ait verilerinden yararlanılmıştır. Eski Gümüşhane mahallesindeki gelişmiş cevher mineralleri ve alterasyon noktaları; Crosta tekniği ile görüntü işlemesi yapılmış uydu görüntüsü üzerine aktarılmıştır (Şekil 6). Bilinen cevherleşme ve alterasyon minerallerinin yoğunlaştığı alanların bu görüntü üzerinde koyu bordo-mavi alanlara karşılık geldiği rahatlıkla görülebilmektedir. Vural ve arkadaşları [14] tarafından yapılan çalışmanın kuzey-batısında yer alan çalışma sahamızda da benzer sonuçlar elde edilmiştir. Bu çalışmamızda belirlenen alterasyon alanlarının yakınında benzer alterasyonların geliştiği muhtemel lokasyonlar ise şekil 6’de 1 ve 2 nolu alanlar olarak önerilmiştir. Daha sonra önerilen bu sahalar için arazide yürütülen çalışmalarda ileri derecede alterayonların geliştiği tespit edilmiştir. Önerilen 1 numaralı saha Gümüşhane ilinin kuzeybatısında yer almakta olup, Refene köyü ve çevresini kapsamaktadır. Sahada yoğun bir şekilde silisleşme, hematit ve limonitleşme türü alterasyonların geliştiği görülmüştür. Önerilen 2 numaralı saha Gümüşhane’nin kuzeyinde Kızılköy ve Çamlıca ve yakın çevresinde yer almaktadır. Bu alan aynı zamanda Eosen volkanik kayaçlarla Gümüşhane Graniti arasında gelişmiş bindirme noktasına düşmektedir. Sahada yoğun alterasyon gelişmiş olup, yoğun hematitleşmeler görülmektedir (Şekil 6). Hematitleşmelere bağlı olarak sahada demir şapka gelişimleri gözlenmekte, yer yer silisleşme ve piritleşmeler görülmektedir. Yine alterasyona bağlı olarak sahada rastlanan su kaynaklarında demire bağlı kızılımsı renklere bol olarak rastlanmaktadır. 44 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 Demiroksit ve hidroksitli minerallerin sahada yoğun gelişmiş olması Crosta tekniği ile yapılan uzaktan algılama çalışmalarında alterasyonların kolaylıkla belirlenmesini sağlamaktadır. Şekil 6. Crosta tekniğiyle üretilmiş yapay renkli görüntüdeki alterasyonların geliştiği alanlar (Alterasyon bilgileri [20]’den derlenmiştir). 2 1 Şekil 7. Önerilen alterasyon alanlarını. 1 numaralı alan Refene ve 2 numaralı alan Kızılköy ve Çamlıca köyleri. 45 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 3. Sonuçlar Yapılan çalışma ile alterasyonların belirlenmesinde iyi sonuçlar veren Crosta tekniği kullanılarak Eski Gümüşhane ve yakın çevresindeki cevherleşmelerin olduğu alanda alterasyonların ve litolojik farklılıkların belirlenmesine çalışılmıştır. Proje sahasında daha önce MTA tarafından yürütülen arazi çalışmaları ile elde edilen maden jeolojisi verileri sayısal ortama aktarılmış ve bu veriler ile UA çalışmalarının sonuçları karşılaştırılmıştır. Eski Gümüşhane yöresindeki cevherleşmelerin olduğu alanlarda (Dere madeni ve Kırkpavli madeni) yapılan bu UA çalışması ile ilk olarak sahadaki litolojik farklılıklar ayırt edilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, Crosta tekniği sahadaki litolojik farklılıkların belirlenmesinde kullanılmış ve elde edilen sonuçlar dikkate alındığında sahadaki litolojik farklılık ve detayların belirlenmesinde Crosta tekniğinin arazi çalışmaları ile elde edilmiş verileri doğruladığı görülmüştür. Crosta tekniği ile elde edilen görüntülerde litolojik alanlar belirgin olarak görülmekte olup, litolojik olarak sınırları belirlenmiş alanlar içinde zonal farklılıkların da gözlemlenmesi mümkün olmuştur. Lansat uydu görüntülerinin düşük çözünürlükleri (30 metre) göz önünde bulundurulduğunda küçük alanlardaki litolojik oluşumların ayırt edilmesinde güçlüklerle karşılaşılabilinmektedir. Bu dezavantaj yüksek çözünürlüğe sahip uydu görüntüleri (ASTER vb) kullanılarak aşılabilir ve daha detaylı haritalama çalışmaları gerçekleştirebilir. Çalışmanın asıl önceliğini, Eski Gümüşhane’de yer alan kurşun ve çinko ağırlıklı cevherleşmelerin olduğu alanlardaki alterasyonların belirlenmesi oluşturduğu için ilk olarak Crosta tekniği ile sahadaki alterasyon alanları belirlenmeye çalışılmıştır. Sahadaki cevherleşmelerin olduğu alanlar Crosta tekniği ile irdelenmiş ve çok yoğun bir alterasyon gelişimi olmamasına rağmen yapılan çalışma ile alterayon minerallerinin geliştiği alanlar tespit edilebilmiştir. Crosta tekniği ile elde edilen alterasyon alanlarının saha ile ilgili yapılmış arazi çalışmaları ile elde edilen sonuçlarla örtüştüğü görülmüştür. Crosta tekniği ile üretilen sonuç görüntü üzerinde belirlenen benzer özelliklere sahip yeni alterasyon alanları tespit edilip önerilmiş ve bu alanların arazi çalışmaları ile kontrolleri de yapılmıştır. Bu şekilde belirlenen ve önerilen iki ayrı sahadan birisi Gümüşhane ilinin kuzeybatısında yer alan Refene ve yakın çevresidir. Diğer saha ise Gümüşhane ilinin kuzeyine düşen Kızılköy ve Çamlıca Mahalleleri ve yakın çevresidir. Önerilen bu sahalarda yapılan arazi çalışmaları ile UA sonuçları kontrol edilmiş ve doğrulanmış ve önerilen iki sahada da iyi gelişmiş alterasyonlara rastlanmıştır. Yapılan araştırmalar sonucunda bu sahaların maden şirketleri tarafından maden ruhsatı alınmış sahalar olduğu öğrenilmiştir. Belirlenen sahalarda maden için ruhsat alınmış olması, Crosta tekniği ile belirlenen muhtemel alterasyon alanlarının isabetli sonuçlar verdiğini güçlü bir şekilde ortaya koymaktadır. 46 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 4. Kaynaklar [1] Rutz-Armenta, J. R. and Prol-Ledesma, R. M. 1998. Techniques for enhancing the spectral response of hydrothermal alteration minerals in Thematic Mapper images of Central Mexico, International Journal of Remote Sensing, 19, pp. 1981-2000. [2] Abrams, M. J., Brown, D., Lepley, L. and Sadowski, R. 1983. Remote sensing for porphyry copper deposits in Southern Arizona. Economic Geology, 78; pp. 591-604. [3] Kaufman, H., 1988. Mineral exploration along the Agaba-Levant structure by use of TM-data concepts, processing and results. International Journal of Remote Sensing, 9, pp. 1630-1658. [4] Tangestani, M.H. and Moore, F., 2001, Comparison of three principal component analysis techniques to porphyry copper alteration mapping. A case study, Meiduk area, Kerman, Iran. Canadian Journal of Remote Sensing, 27, pp. 176-182 [5] Sabins, F. F. 1997 Sabins, F.F., Jr. 1997. Remote Sensing – Principles and Interpretation. 3rd ed., W.H. Freeman, New York. [6] Sabins, F. F. 1999. Remote Sensing for Mineral Exploration, Ore Geology Reviews, 14, pp. 157183. [7] Drury, S.A. 2001. Image Interpretation in Geology, Blackwell Science Inc. (USA), Nelson Thornes (UK), 3th edition, 304p [8] Aydal, D., Vural, A. and Polat, O. 2004. Volkanik kayaçlarda baz metal ve altın içeren hidrotermal altere alanların Landsat 7 TM ile tanımlanması ve verilerin CBS ortamında değerlendirilmesi : Bayramiç (Çanakkale) çalışmaları (Definition Of The Base Metal And Gold Bearing Hydrotermally Altered Areas In Volcanic Rocks Using By Landsat 7 TM Imagery: Case Study From Bayramiç (Çanakkale). 57. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildiri Özleri Kitabı; 89-90. [9] Aydal, D., Vural, A., Taşdelen-Uslu, İ. ve Aydal, E. G., 2006a. Kuşçayırı-Kartaldağı (BayramiçÇanakkale) cevherleşme bölgesinin LANDSAT 7 ETM+ kullanılarak Crosta tekniği ile incelenmesi. İstanbul Teknik Üniversitesi 1.Uzaktan Algılama-CBS Çalıştay ve Paneli Bildiri Özleri Kitabı ( in Turkish with English abstract). [10] Aydal, D., Vural, A., Taşdelen-Uslu, İ. ve Aydal, E. G. 2006b. Kuşçayırı-Kartaldağı (BayramiçÇanakkale) cevherleşme bölgesinin LANDSAT 7 ETM+ kullanılarak Crosta tekniği ile incelenmesi. İstanbul Teknik Üniversitesi 1.Uzaktan Algılama-CBS Çalıştay ve Paneli Kitabı, 11 sayfa [11] Aydal, D., Vural, A., Taşdelen-Uslu, İ. ve Aydal, E. G., 2006c. Crosta Tecninique Aplication on Bayramic (Alakeçi-Kisacik) Mineralized Area By Using Landsat 7 TM Data. 30th Anniversary Fikret Kurtman Geology Symposium, Selçuk Univ. Geology Eng. Dep. Absracts Book, p.195 [12] Aydal, D., Vural, A., Taşdelen-Uslu, İ. ve Aydal, E. G., 2007a. Crosta Technique Application On Bayramic (Alakeçi-Kısacık) Mineralized Area By Using Landsat 7 Etm+ Data. J. Fac.Eng.Arch. Selcuk Univ., v.22, n.3, p. 29-40. 47 A. VURAL, Ö. ÇORUMLUOĞLU, İ. ASRİ/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 36-48 [13] Aydal, D., Arda, E. and Dumanlılar, Ö. 2007b, Applications of Crosta Tecniques on alteration mapping of the granitoidic rocks using Landsat ETM+ 7: A case study in eastern taurite belt, SE Turkey; International Journal of Remote Sensing, v. 28, n.17. pp. 3895-3913. [14] Vural, A., Çorumluoğlu, Ö., Asri, İ., 2011 “ Investigation with Remote Sensing Tecniques Of Litologic Differianions and Alteratoins in Gümüşhane Field (Hazine Mağarası ve Dere Madeni), TUFUAB VI. Teknik Sempozyumu Programi, 21 Şubat, Antalya [15] Loughlin, W. P. 1991, Principal Component Analysis for alteration mapping. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 57, pp. 1163-1169. [16] Bennet, S. A. and Atkinson, W.W. and Kruse, F. A., 1993, Use of Thematic Mapper imagery to identify mineralization in the Santa Teresa district, Sonara, Mexico. International Geology Review, 35, pp. 1009-1029. [17] Ranjbar, H., Honarmand, M. and Moezifar, Z. 2002, Application of the Crosta technique for porphyry copper alteration mapping, using ETM+ data, : A case study of Meiduk and SAR Cheshmeh areas, Kerman, Iran, Exploration and Mining Geology, 11; 43-48. [18] Crosta, A. and Moore, J. McM. 1989. Enhancement of Landsat Thematic Mapper imagery for residual soil mapping in SW Minais Gerais State, Brazil: a prospecting case history in Greenstone belt terrain. In: Proceedings of the 7th ERIM Thematic Conference: Remote sensing for exploration geology; 1173-1187. [19] Tangestani, M. H. and Moore, F., 2000, Iron oxide and hydroxyl enhancement using the Crosta Method: a case study from the Zagros Belt, Fars province, Iran, Communication, JAG, 2, 2, pp. 140146 [20] Güner, S., Er, M., Gümüşel, A., Boğuşlu, M., (1985), Gümüşhane-Eski Gümüşhane yöresindeki cevherleşmelere ait jeoloji raporu. Rap. 230, 525 MTA Ankara, [21] Kahraman, İ., Kansız, H., Dursun, A., Yılmaz, H., Erçin, A.İ.,1985 Gümüşhane ili yöresinin jeolojisi ve cevherleşmelerinin etüdü. MTA Rapor No:1957. MTA Ankara, [22] Güner, S.,Yazıcı, E.N., Gümüşhane Yöresindeki Au-Ag cevherleşmelerine ait rapor, MTA Ankara, (2005) [23] Aslan, N., ve Akçay, M., 2011. Mastra (Gümüşhane) Au-Ag Yatağının Jeolojik, Mineralolojik ve Jeokimyasal Özellikleri. 64. TJK Kurultayı Bildiri Özleri Kitabı s-181-182. [24] Akçay, M., Gündüz, Ö., Yaşar, R., ve Gümrük, O., 2011. Hazine Mağara ve Kırkpavli (Gümüşhane) Polimetalik Pb-Zn-Cu-Au-Ag Madenlerinin Jeokimyasal ve Kökensel Özellikleri. 64. TJK Kurultayı Bildiri Özleri Kitabı s-183-184. [25] Güner, S., Yazıcı, E.N, Dursun, A., Yılmaz, H., Ağan, A. ve Yılmaz Z. 2003. Gümüşhane Yöresi Epitermal Altın Aramaları Prospeksiyon Raporu. MTA Rapor No.10745. Ankara. 48 GÜFBED/GUSTIJ (2011) 1 (2):49-54 Research/Araştırma 5 Bazı Beyaz Daneli Buğdaylarda Çeşit Karışımlarının Diallel (5x5) Analizi Mustafa YILDIRIM1,*, Necmettin BOLAT2, Mustafa ÇAKMAK2, Savaş BELEN2 1 Gümüşhane Üniversitesi, Organik Tarım Uygulama ve Araştırma Merkezi, GÜMÜŞHANE 2 Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, ESKİŞEHİR Geliş tarihi/Received 13.01.2012 Düzeltilerek geliş tarihi/Received in revised form 16.01.2012 Kabul tarihi/Accepted 23.01.2012 Özet Her buğday çeşidinin verim potansiyelini koruyabilmesi için o çeşide uygun çevre şartlarının oluşması gerekir. Her çeşidin genotip-çevre ilişkisi farklı olduğundan, çeşitlerin bir birinin eksiğini gidermesi gerektiği düşünülerek bu diallel karışım çalışması yapılmıştır. Bu çalışma, 2005-06 döneminde Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü arazisinde beyaz daneli Gerek-79, Altay-2000, Aytın-98, İzgi-01 ve Soyer-02 kışlık ekmeklik buğday çeşitleri kullanılarak yapılmıştır. Çeşitlerin tohumları, 5X5 yarım diallel olarak %50 oranında eşit karıştırılmıştır. Deneme, tesadüf blokları deneme deseninde dört tekerrürlü olarak kurulmuştur. Dane verimi ön varyans analizine göre çeşitler ve tekerrürler %1 düzeyinde önemli çıkmıştır. Diallel varyans analizinde Çeşit Karışım Yeteneği (ÇKY) %1 düzeyinde önemli olurken, Özel Karışım Yeteneği (ÖKY) önemsiz bulunmuştur. Dane verimi açısından ÇKY değerleri 21.97** (Aytın) ile 21.73** (Soyer) arasında değişirken, ÖKY değerleri ise 55.04** (Gerek-Aytın) ile -27.57** (Gerek-İzgi) arasında değişmiştir. Dane özelliklerinden protein ve mikro-SDS karakterleri blok ortalamasına göre dane verimi ile korelasyon vermemiştir. Fakat, çeşitler protein ve mikro-SDS karakterleri açısından karışımlara göre yüksek çıkmıştır. Bulgulara göre, dane verimi açısından çeşit karışımlarının daha iyi sonuç verdiği önceki çalışmaları doğrulamaktadır. Fakat dane kalitesi açısından aynı durumun geçerli olduğunu söylemek zor görülmektedir. Anahtar Kelimeler: Buğday, diallel analiz, karışım, verim, Griffing *Mustafa YILDIRIM, myildirimkm@hotmail.com, Tel: (456) 317 39 91 49 M. YILDIRIM, N. BOLAT, M. ÇAKMAK, S. BELEN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 49-54 Diallel (5x5) analysis on mixtures of some white kernelled wheat varieties Abstract Every wheat variety needs suitable environments to express its yield potential. Since every variety has different relations with environment, this diallel mixture trail was performed on the basis that different varieties may complement each other. This study was carried out in the experimental fields of Anatolian Agricultural Research Institute in 2005-06, using Gerek-79, Altay-2000, Aytın-98, İzgi-01 and Soyer-02 white winter wheat varieties. Seeds of the varieties were mixed as 5 x 5 half diallel and in equal proportions (% 50). Experimental layout was randomized complete block design with 4 replications. According to the results of the preliminary ANOVA, yield differences among varieties were found significant at 0.01 level. By diallel analysis of mixing ability, General Mixing Ability (GMA) was found to be significant at 0.01 level, whereas Specific Mixing Ability (SMA) was not significant. For grain yield, GMA values varied between 21.97** (Aytın) and -21.73** (Soyer), whereas SMA vales varied between 55.04** (GerekAytın) and -27.57** (Gerek-İzgi). Protein and micro-SDS values were not correlated with grain yields. However, pure varieties gave higher protein and micro-SDS values than the mixtures. These results are confirming previous findings on the advantage of mixtures over pure varieties in grain yield. However, it seems difficult to say the same for grain quality properties. Keywords: wheat, diallel analysis, mixture, yield, Griffing 1. Giriş Dünyada üzerinde 30-40° kuzey ve 27-40° güney enlemleri arasında başarıyla yetiştirilen en geniş adaptasyon alanına sahip kültür bitkisi buğdaydır [7]. Dünyada buğday ekim alanı 208 milyon hektar olup, üretim 557 milyon ton ve ortalama verim 2678 kg/ha’dır. Dünyada, tarımı yapılan ürünler içerisinde tahıllar %41’lik bir ekim alanına sahiptir. Tahılların ekim alanlarının %48’ini buğday oluşturmaktadır [3]. Buğday grubunun ekim alanının %93’ü ise ekmeklik buğdaydır [12]. Ülkemizde, 14 milyon hektarlık tahıl ekiliş alanı içerisinde, buğday ekiliş alanı 9.4 milyon hektar ile ilk sırada yer almaktadır. Toplam yıllık üretimimiz 19 milyon ton düzeyinde olup, verim ise 2021 kg/ha ile dünya ortalamasının altında gerçekleşmektedir. Ülkemizde buğday ekim alanlarının %88’ini ekmeklik buğdaylar oluşturmaktadır [3]. Ülkemizde buğday verim ortalamasının dünya ortalamasından düşük olmasını, çiftçilerimizin iyi tohumluk kullanmamasına, yetiştirme tekniği uygulamalarındaki eksikliklere ve buğdayın genellikle kuru tarım alanlarında yetiştirilmesine bağlamak doğru olacaktır. Çünkü, sulanan alanlarda buğdaya göre daha çok gelir getiren kültür bitkileri tercih edilmektedir. 50 M. YILDIRIM, N. BOLAT, M. ÇAKMAK, S. BELEN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 49-54 Ülkemizde buğday, beslenme açısından temel gıda olarak bilinir. Dünyada kişi başına ekmek tüketimi gelişmişlik düzeyine bağlı olarak 41-301 kg/yıl arasında değişirken, ülkemizde bölgelere göre 180-210 kg/yıl arasında bir değişim göstermektedir [13]. Buğday ürünlerine karşı aşırı istek nedeni ile önemi her geçen gün artmaktadır. 2020 yılında dünya buğday gereksinimin mevcut nüfus artış oranı ile bugüne göre %40 daha fazla olacağı tahmin edilmektedir [9]. Buğday ekim alanlarını arttırma olanağı bulunmadığına göre, birim alanda verimi arttırmak daha gerçekçi bir yaklaşım olacaktır. Bu nedenle, çoğunlukla kuru tarım alanlarında üretimi yapılan buğdayın kurağa mukavemetini yükselterek, mevcut alanda üretimi arttırma yollarının araştırılması ıslahçıların temel hedefleri arasındadır. Mevcut çeşitlerin her biri farklı karaktere sahip bulunmaktadır. Farklılık gösterin bu karakterler dane verimi, hastalıklara dayanıklılık, zararlılara mukavemet ve kalite gibi karakterledir [1, 4]. Kurağa hassas olan veya bazı hastalık epidemilerine ve zararlılara duyarlı olan çeşitler, bu şartlar oluştuğunda yüksek verim kayıplarına uğramaktadırlar [6, 8, 10]. Çok değişken çevre şartları için, çeşitlerin eksikliklerini gidererek zararı asgariye indirmek oldukça zordur. Böyle durumlar için bir birini tamamlayan çeşitler kullanarak yapılacak karışımlar çözüm olabilir. Karışımların muhtemel bir faydası da değirmencilik açısından olabilir. Aynı dane özelliklerine sahip çeşitler ile yapılacak karışımlar sayesinde değirmenlerde yapılan paçal unlar için tarla şartlarında karışım yapılmış olacaktır. 2. Materyal ve yöntem Eskişehir Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü deneme arazisinde yürütülmüştür. Deneme yeri toprağı killi tekstüre sahip olup, iyi sınıflı toprak grubuna girmektedir. Gübre olarak, ekimle birlikte 15 kg/da DAP (18-46) gübresi ve üst gübre olarak 20 kg/da AN (%26) verilmiştir. 2005-06 yılları yetişme dönemi içinde toplam 280.3 mm yağış düşmüştür. Bu yağış miktarı uzun yıllar ortalamasına göre (340.8 mm) 60.5 mm daha düşük olmuştur [2]. Deneme tesadüf blokları deseninde 4 tekerrürlü, parsel boyutları hasatta 6 sıra 5 m’dir. Ekimde, deneme mibzeri ile 450 toh/m2 normunda yapılmıştır. Her blok arasına 2 m yol bırakılmıştır. Yabancı otla mücadele için ot ilacı atılmıştır. Yapılan ölçümler dane verimi ve kalitesi üzerinde olmuştur. Dane kalitesi için blok karışımlarında protein ve mikro-SDS karakterleri ölçülmüştür. Beyaz daneli Gerek-79, Altay-2000, Aytın -98, İzgi-01 ve Soyer-02 kışlık ekmeklik buğday çeşitleri kullanılarak, bunların tohumları %50 oranında 5X5 yarım diallel olarak eşit karıştırılmıştır. Karışım sonunda 10 karışım kombinasyonu oluşmuştur. Değerlendirme iki aşamada gerçekleşmiştir. İlk aşamada ön varyans analizi yapılmış ve ikinci aşamada ise Metod-II’ye göre yarım diallel analiz yapılmıştır [5]. Diallel analiz ile çeşitlerin ölçülen karakterlerine ait Çeşit Karışım Yeteneği (ÇKY) ve Özel Karışım Yeteneği (ÖKY) değerleri hesaplanmıştır [4]. 3. Bulgular ve tartışma 5 beyaz daneli ekmeklik buğday çeşidi ve bunların yarım diallel 10 adet karışım kombinasyonun dane verimi açısından ön varyans analizi sonuçlarına göre; tüm çeşitler ve karışımlar ile tekerrürler %1 düzeyinde önemli bulunmuştur. Tablo 1’de görüldüğü gibi, karışım yeteneğinin diallel varyanslarında çeşit karışım yeteneği (ÇKY) %1 düzeyinde önemli bulunurken, özel karışım yeteneği (ÖKY) önemsiz çıkmıştır [11]. 51 M. YILDIRIM, N. BOLAT, M. ÇAKMAK, S. BELEN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 49-54 Çeşitler ve karışımlara ait dane veriminin gruplandırmasında 3 gurup oluşmuştur (Tablo 2). Karışımların dane verimi ortalaması çeşitlerin ortalamasına göre %1.4 daha fazla verim avantajı sağlamıştır [4]. Gurupta en yüksek değer veren Gerek x Aytın karışımı oluşturan çeşitler ile aynı gurupta yer almıştır. Bununla beraber bu karışım daha yüksek olan Gerek’ten 69 kg daha fazla verim vermiştir. Ön Varyans Tablo 1. 5 Beyaz daneli ekmeklik buğday ve bunların yarım diallel karışımlarında bitki dane verimi (g) açısından ön varyans ile ÇKY ve ÖKY varyans analiz sonuçlarına ait çizelge Varyasyon Kaynağı Tekerrür Tüm Çeşit ve Karımışlar Hata Genel Diallel Varyans Çeşit Karışım Yeteneği Özel Karışım Yeteneği Hata * )P<0.05, **)P < 0.01 S.D. 3 14 42 59 K.T. 32084.6 74157.1 77286.9 183528.6 K.O. 10694.9 5296.9 1840.2 Fh 5.81 2.88 4 10 42 10353.1 8186.2 19321.7 2588.3 818.6 460.0 5.63 1.78 ** ** ** Gruplandırmadaki çeşitler içinden en düşük değere sahip olan Soyer çeşidinin dahil olduğu karışımlardan Altay ve İzgi ile oluşturduğu karışımlar hariç diğerlerinin verimleri kendisinden yüksek değerler vermişlerdir (Tablo 2). Tablo 2. 5 Beyaz daneli ekmeklik buğday ve bunların yarım diallel karışımları açısından verim ortalamaları ve oluşan guruplar ile protein ve Mikro-SDS değerlerine ait çizelge ÇEŞİT/KARIŞIM GERxAYT GEREK79 ALTxİZG AYTIN98 ALTxAYT AYTxİZG AYTxSOY GERxSOY ALTxGER ALTAY2000 İZGİ01 GERxİZG SOYER02 ALTxSOY İZGxSOY LSD (1%) = 81.8 Ver. Ort. (kg/da) 386.0 317.1 316.0 309.1 301.8 296.7 295.3 293.2 290.1 275.9 272.5 269.3 265.7 241.1 231.5 GURUPLAR A A B A B A C B C B C B C B C B C B C B C B C B C B C C Mik-SDS (%) 7.5 10 6 11.5 8.5 8 7.5 5.5 7 11.5 7.5 5.5 7.5 5.5 7 Protein (%) 9.4 12.4 9.7 11.2 9.4 8.9 9.6 9 9.2 11.8 11.1 8.9 10.6 9.6 10.2 52 M. YILDIRIM, N. BOLAT, M. ÇAKMAK, S. BELEN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 49-54 Altay ve Aytın çeşitlerinin dahil oldukları karışımların ortalamaları 5 çeşit içerisinde en yüksek değerleri veren karışımlar olmuştur. Ayrıca, Altay ve Aytın’ın dahil oldukları karışımların ortalaması kendilerinden daha yüksek değerler vermişlerdir (sırası ile %3.9 ve %3.4). Bu durum, çeşitlerin eksikliklerini gidermede karışım ekimlerinin uygulanabilir olduğu görüşünü doğrular niteliktedir [4]. Mikro-SDS ve protein oranı açısından karışımlar, genelde karışımı oluşturan çeşitlerin ya altında ya da ortasında yer almışlardır. Dane verimi ile mikro-SDS ve protein oranı arasında bir korelasyon bulunamamıştır (sırası ile 0.2247 ve -0.0471). Çeşitlerin dane verimi açısından ÇKY değerlerine göre; Altay ve İzgi önemsiz çıkarken, diğer çeşitlerden Aytın ve Gerek pozitif yönde (sırası ile 22 ve 18.3) ve Soyer negatif yönde (-21.7) %1 düzeyinde önemli bulunmuşlardır (Tablo 3). ÖKY değerlerine göre, Gerek x Aytın ve Altay x İzgi karışımları pozitif yönde (sırası ile 55 ve 43.6) ve Altay x Soyer, Gerek x İzgi ve İzgi x Soyer karışımları negatif yönde %1 düzeyinde önemli bulunurken, diğer karışımların önemsiz çıkmıştır. Aytın ve Gerek çeşitlerinin kombinasyon yeteneği dizi ortalamaları (sırası ile 51.3 ve 20.6) pozitif yönde (%1) ve Soyer çeşidinin kombinasyon yeteneği dizi ortalaması (-37) negatif yönde (%1) önemli bulunmuştur. Tüm karakterler arasında bir korelasyon bulunamamıştır. Tablo 3. 5 Beyaz daneli ekmeklik buğday çeşidi ve bunların yarım diallel karışımlarında bitki dane verimi (g) açısından ÇKY ve ÖKY değerleri ve önemlilik durumlarına ait çizelge ♀/♂ 1 -6.3 1 ALTAY2000 2 AYTIN98 3 GEREK79 4 İZGİ01 5 SOYER02 ÇKY Diziler Ort. 4.7 * ** ) P < 0.05, ) P < 0.01 2 -4.6 22.0 51.3 ** ** 3 -12.7 55.0 18.3 20.6 ** ** ** 4 43.6 -3.7 -27.5 -12.2 -13.0 ** ** 5 -21.6 4.6 5.8 -25.3 -21.7 -37.0 ** ** ** ** 4. Sonuç Verimi arttırmak için yetiştirme tekniği ve hastalık ve zararlılar ile mücadele konusunda büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Ancak, yüksek verim potansiyeline sahip bir çeşit her iklim şartında bu özelliğini koruyamamaktadır. Bu açıdan, seçilen bir çevre için muhtemel değişiklikleri göz önünde tutarak yapılacak çeşit karışımı ile verim kayıplarını asgaride tutmak mümkün görülmektedir. Hastalık ve zararlıların yayılmasını önlemek için farklı hassasiyetlere sahip çeşitlerin karıştırılmasının bir avantaj sağlayacağı birçok araştırmacı tarafından rapor edilmiştir. Ayrıca, aynı dane özelliklerine sahip çeşitler ile yapılan karışımlar, değirmenlerde yapılan paçal unları tarla şartlarına taşımış olacaktır. Bu çalışmaya göre, çeşit karışım yeteneklerinin önemli olduğu görülmüştür. Kullanılan çeşitlerin karışıma uygun olup olmadıkları ortaya konulmuştur. Daha kayda değer veriler alabilmek için daha çok çeşit ile farklı çevre şartlarında bu çalışmaların sürdürülmesi gerekmektedir. 53 M. YILDIRIM, N. BOLAT, M. ÇAKMAK, S. BELEN/ GÜFBED/GUSTIJ/ 2(1) (2012) 49-54 5. Kaynaklar [1] Anonymous., 2005. Anadolu Tarımsal Araştırmalar Enstitüsü Çeşit Tanıtım Broşürü. [2] Anonymous., 2006. Eskişehir. Meteoroloji İşleri Bölge Müdürlüğü Aylık Hava Raporu Verileri. [3] FAO, 2004. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome. www.fao.org [4] Gallandt, E. R., 2001. Diallel Analysis of Cultivar Mixtures in Winter Wheat. Crop Sc., 41:792796. [5] Griffing, B., 1956. Concept of General and Specific Combining Ability in Relation to Diallel Crossing Systems. Australia, J. Bio. Sci., 9:463-493. [6] Gustafsson, A., 1953. The Cooperation of Genotypes in Barley. Hereditas. Vol: 39:1-18. [7] Keser, M., 1996. Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma Enstitüsü Tanıtım Kitapçığı. [8] Mundt, C. C., 2002. Use of Multiline Cultivars and Cultivar Mixtures for Disease Management. Annual Review of Phytopathology. Oregon State Un. Vol. 40: 381-410. [9] Rosegrant, M.W., R.V. Sombilla, Gerpacio, and C. Ringler, 1997. Global Food Markets and U.S. Exports in the Twenty-fırst Century. Paper Presented at the Illinois World Food and Sustainable Agri. Prog. Conf., Meeting the Demand for Food in the Twenty-fırst Century: Challenges. [10] Sage, G. C. M., 1971. Inter Varietal Competation and Its Possible Consequences for the Production of F1 hybrid Wheat. J. Agric. Sci. 77 . 491-498 (Cambridge). [11] Shorter, R. and K. J., Frey, 1979. Relative Yields of Mixtures and Monocultures of Oat Genotypes. Crop. Science. Vol: 19: 548-553. [12] USDA, 2005. Global Durum Wheat Production. Production Estimates and Crop Assessment Foreign Agricultural Service. www.usda.gov. [13] Vangöl, Y., 1999. Ekmek Mevzuatı Teknolojisi. İzmir, Tarım İl Müdürlüğü. 54 KARIK F., AYDIN M.; Newton-raphson Algoritması Kullanılarak Elektrik İletim Hatlarındaki Gerilme ve Sehim Tablolarının Bilgisayar Yazılımı İle Hazırlanması…………………………….……………............................1-10 YILAR M., BAYAN Y., ÖZCAN S., AKŞİT H., KADIOĞLU İ.; Artemisia scoparia Waldst. Et Kit. Uçucu Yağının Biyohipersidial Etkisi…………………………………………….…………………..………………………….11-20 VURAL A., ŞAHİN E.; Gümüşhane Şehir Merkezinden Geçen Karayolunda Ağır Metal Kirliliğine Ait İlk Bulgular………………………………………………….…………...…………………………………….21-35 VURAL A., ÇORUMLUOĞLU Ö., ASRI İ.; Eski Gümüşhane (Süleymaniye) ve Yakın Çevresindeki Alterasyon Alanlarının Landsat Uydu Görüntüsü Kullanılarak Crosta Tekniği İle Araştırılması……………………………………………………………………….……………………….36-48 YILDIRIM M., BOLAT N., ÇAKMAK M., BELEN S.; Bazı Beyaz Daneli Buğdaylarda Çeşit Karışımlarının Diallel (5x5) Analizi......................................................................................................................................49-54 Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bağlarbaşı Mahallesi 29100 GÜMÜŞHANE Tel: 0 456 233 75 36 Faks: 0 456 233 74 27 URL:http://fbe.gumushane.edu.tr/gufbedergi.html E-mail:gufbed@gumushane.edu.tr